从 Ksp 角度对“Mg2＋、Al3＋混和溶液中滴加NaOH溶液”的再思考

2011-07-19顾晔

化学教与学 2011年8期

关键词：实验

顾晔

（江宁高级中学江苏南京 211100）

一、第一种认识

高中阶段在学习金属及其化合物性质时，为强调Al（OH）3的两性，常用以下试题强化教学效果。

例1：向等浓度的MgCl2、AlCl3混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，实验现象如何？试作出沉淀的物质的量与NaOH物质的量的关系图。

一般情况下，该问题作如下解答：

第一步：分析反应。

（1）沉淀的生成：Mg2＋＋2OH－＝Mg（OH）2↓ Al3＋＋3OH－＝Al（OH）3↓；

（2）沉淀的溶解：Al（OH）3＋OH－＝AlO2－＋2H2O。

第二步：描述现象。滴加NaOH溶液后先产生白色沉淀，随着NaOH溶液的不断加入沉淀量有所减少，最终保持不变。

第三步：作图。设混合溶液中MgCl2、AlCl3的物质的量均为 1mol。根据方程式：Mg2＋、Al3＋沉淀完全需要 NaOH 5mol，Al（OH）3沉淀的溶解需要 NaOH 1mol，沉淀的最大量为2mol，最终沉淀的物质的量为1mol。（图1）

图1

然而，上述分析结果成立的前提是Al（OH）3的溶解必须在Mg2＋、Al3＋沉淀完全之后，事实上是这样吗？人教版新教材选修4模块《化学反应原理》在“难溶电解质溶解平衡”一节中介绍了难溶物的溶度积常数，我们可以应用氢氧化物的Ksp计算一定浓度Mg2＋、Al3＋沉淀开始和沉淀完全的 pH。以 1.0mol／L 的 MgCl2、AlCl3混合溶液为例：查表［1］得 Ksp［Al（OH）3］＝1.3×1033，Ksp［Mg（OH）2］＝1.8×1011，易得 Mg2＋、Al3＋开始沉淀的 pH 分别为 3.28 和9.63，同理可得它们沉淀完全时的pH。计算发现Mg2＋、Al3＋是分步沉淀的，图1描述的结果是不正确的。例2就是以此为背景的“老题新做”，也是对此类问题的第二种认识。