HCO3—與AlO2—反應(yīng)本質(zhì)的探究

一、問(wèn)題的提出

在高中化學(xué)電解質(zhì)溶液部分學(xué)習(xí)之后，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問(wèn)題：NaHCO3溶液與NaAlO2溶液混合后有什么現(xiàn)象？學(xué)生對(duì)此感到很陌生。Al（0H）3是典型的兩性氫氧化物，在溶液中同時(shí)存在著兩種電離平衡：H2O+AlO2？葑Al（OH）3？葑Al3++3OH-。

因此，Al（OH）3既能溶于酸，也能溶于堿，但是Al（OH）3的堿性比酸性強(qiáng)得多。

已知0.1mol/L的NaHCO3溶液pH=8，0.1mol/L的NaAlO2溶液的pH=11，將兩種溶液等體積混合發(fā)生反應(yīng)后，可能較大量生成的物質(zhì)是（ ）。

A.CO2 B.Al（OH）3 C.CO32- D.Al3+

如果從雙水解角度思考，那么HCO3-水解生成H2CO3放出CO2，AlO2-水解生成Al（OH）3，但這種水解是相互擬制的水。能否生成上述物質(zhì)，需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)回答問(wèn)題，既尊重事實(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生全面分析問(wèn)題的能力。

二、實(shí)驗(yàn)探究

實(shí)驗(yàn)所用的NaAlO2溶液應(yīng)隨時(shí)制取，通過(guò)分析NaAlO2溶液可用以下三種方法制取：（1）Al+NaOH（溶液）；（2）Al2O3和NaOH（溶液）；（3）AlCl3（溶液）和NaOH（溶液）。

我們采用AlCl3溶液和NaOH溶液放應(yīng)制取NaAlO2溶液，（1）在試管中取適量的AlCl3溶液，然后滴加NaOH溶液直至生成沉淀剛?cè)芙鉃橹梗吹肗aAlO2溶液；（2）向所得NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液至過(guò)量。可看到白色膠狀沉淀逐漸增多最后不再變化，在滴加過(guò)程中沒(méi)有氣泡產(chǎn)生；（3）過(guò)濾可得沉淀洗滌干凈分成兩份，一份加入鹽酸，另一份加入NaOH溶液均發(fā)生溶解。

三、分析總結(jié)

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，只有沉淀沒(méi)有氣體，且沉淀為Al（OH）3。

結(jié)論：HCO3-在溶液中存在兩種趨勢(shì)，水解和電離，而AlO2-在溶液中存在水解的趨勢(shì)。兩種離子都需要H+，但是AlO2-結(jié)合H+的能力比HCO3-大于同濃度NaHCO3和NaAlO2溶液后者的pH值，HCO3-不再水解，只能電離而提供H+，即：AlO2-+H2O+HCO3-=Al（OH）3↓+CO32-。

可認(rèn)為是相對(duì)強(qiáng)的酸制取更弱的酸，答案顯然是Al（OH）3和CO32-。

通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手操作，在實(shí)驗(yàn)中充分認(rèn)識(shí)到HCO3-的兩重性，激發(fā)了學(xué)生探究問(wèn)題的興趣，也體現(xiàn)辯證法的哲學(xué)思想。

編輯 薛直艷