杜钦芝 陶佳 陈时洪 张明晓

摘要：应用自主研制的MXLab21先进数字化实验系统探究NaOH溶液滴定常见金属离子Fe3+、 Fe2+、 Mg2+、 Cu2+及Al3+的氢氧化物沉淀的pH曲线（pH-V关系曲线）。探究了单一金属离子氢氧化物沉淀的pH曲线，对实验所得的沉淀pH范围与理论计算结果进行比较，发现仅有Fe2+的实验结果与理论计算结果明显不同。探究Fe3+、 Fe2+与Mg2+两两混合和三种离子混合时的氢氧化物沉淀的pH曲线，发现其混合离子均能实现分步沉淀。分析各离子生成氢氧化物沉淀及分步沉淀时的pH范围、消耗NaOH溶液用量的异同，并对实验的异常现象进行解释。这些常见金属离子与NaOH溶液反应生成沉淀及分步沉淀的动态pH-V曲线，对中学化学教学具有一定的参考价值。

关键词：氢氧化钠溶液滴定; 分步沉淀金属离子; 数字化实验; 实验探究

文章编号：1005-6629（2021）08-0079-07

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

1 问题的提出

1.1 高中化学教学中金属离子氢氧化物沉淀教学的重要性及存在的问题

沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛应用，是中学化学教学的重点，也是高考的重要考点。在众多的难溶电解质中，常见金属离子如Fe3+、 Fe2+、 Mg2+、 Cu2+及Al3+的氢氧化物是中学化学教学的重要知识点。pH将直接影响金属离子氢氧化物沉淀的生成与溶解，但目前教材中关于利用调节pH的方法分离或除去混合金属离子中某一种或几种金属离子还较少涉及，也几乎未设计相关实验来验证或探究金属离子生成氢氧化物沉淀过程中的pH变化情况。因此，建立常见金属离子用NaOH沉淀及分步沉淀的动态pH-V关系曲线，能很好解决上述教学的不足，帮助学生加深对金属离子氢氧化物沉淀这一知识点的理解。……