尚東林
摘要:“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系容易混淆,學(xué)生不易掌握,借助化學(xué)平衡,從弱電解質(zhì)的電離和鹽類水解兩個(gè)不同角度去分析,幫助學(xué)生很好地理解“鋁三角”的轉(zhuǎn)化,培養(yǎng)學(xué)生的平衡觀。
關(guān)鍵詞:“鋁三角”,電離平衡,鹽類水解,平衡移動(dòng)
所謂“鋁三角”的轉(zhuǎn)化,指的是Al3+、Al(OH)3和AlO2-的相互轉(zhuǎn)化,這是高考的重要知識(shí)內(nèi)容,也是高三復(fù)習(xí)的重點(diǎn),然而在高三一輪復(fù)習(xí)中,我們能明顯感覺到在這塊知識(shí)上學(xué)生基礎(chǔ)薄弱,一般情況下,學(xué)生能夠初步掌握Al3+→Al(OH)3→AlO2-的轉(zhuǎn)化關(guān)系,對(duì)于AlO2-
→Al(OH)3→Al3+的轉(zhuǎn)化關(guān)系在高一初學(xué)時(shí)很少提及,學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí),由于對(duì)每一種物質(zhì)的性質(zhì)理解不到位,書寫化學(xué)反應(yīng)方程式或離子方程式常常顛三倒四,在有限時(shí)間內(nèi),為了提高高三復(fù)習(xí)效率,筆者在教學(xué)實(shí)踐中,從Al3+、Al(OH)3和AlO2-這三種粒子的歸屬出發(fā),深入研究它們的性質(zhì),發(fā)現(xiàn)每一種粒子在水溶液中存在平衡問題,巧妙借助“化學(xué)反應(yīng)原理”中化學(xué)平衡的觀點(diǎn),從弱電解質(zhì)的電離和鹽類水解兩個(gè)不同角度幫助學(xué)生分析和理解“鋁三角”的轉(zhuǎn)化,達(dá)到了事半功倍的效果。
角度一:弱電解質(zhì)的電離
以Al(OH)3為分析對(duì)象,Al(OH)3是兩性氫氧化物,可以看作弱酸,也可以看作弱堿,在水中能發(fā)生酸式電離和堿式電離,電離過程如下I和II:
3OH-+Al3+ ?葑 Al(OH)3 ?葑 H++AlO2-+H2O
I II
若在AlCl3溶液中滴加強(qiáng)堿,如NaOH溶液,由于溶液中存在大量的Al3+,加入NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng)生成Al(OH)3, 此時(shí)溶液中就會(huì)存在平衡I和平衡II, 隨著滴加NaOH溶液,c(OH-)增加,OH- 必然會(huì)繼續(xù)結(jié)合Al3+使平衡I正向移動(dòng),當(dāng)Al3+幾乎全部轉(zhuǎn)化Al(OH)3 后,再加入NaOH溶液,則會(huì)中和II中 H+ 使平衡II正向移動(dòng),最終生成NaAlO2,上述過程的離子反應(yīng)方程式如反應(yīng)①和反應(yīng)②。
3OH-+Al3+=Al(OH)3 ①
Al(OH)3+OH-=AlO2-+H2O ②
同理,若在NaAlO2中滴加強(qiáng)酸,如鹽酸,會(huì)使平衡II逆向移動(dòng),生成Al(OH)3,再滴加鹽酸,會(huì)使平衡I逆向移動(dòng),最終生成AlCl3,該過程的離子方程式如反應(yīng)③和反應(yīng)④。
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3 ③
Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O④
角度二:鹽類的水解
分別以AlCl3和NaAlO2為分析對(duì)象,前者屬于強(qiáng)酸弱堿鹽,后者屬于強(qiáng)堿弱酸鹽,在溶液中存在鹽類水解Ⅲ和Ⅳ,過程如下,AlCl3溶液顯酸性,NaAlO2溶液顯堿性。向AlCl3
Al3++3H2O?葑Al(OH)3 +3H+ Ⅲ
AlO2-+2H2O?葑Al(OH)3+OH- Ⅳ
溶液中滴加強(qiáng)堿,如NaOH溶液,酸堿中和,使反應(yīng) Ⅲ中c(H+)減小,平衡 Ⅲ正向移動(dòng),生成Al(OH)3,繼續(xù)滴加NaOH溶液,可以看作反應(yīng)Ⅳ中c(OH-)增大,平衡Ⅳ則逆向移動(dòng),最終生成NaAlO2,上述過程的離子反應(yīng)方程式如上述反應(yīng)①和反應(yīng)②。
同理,若在NaAlO2中滴加強(qiáng)酸,如鹽酸,會(huì)使平衡 Ⅳ正向移動(dòng),生成Al(OH)3,再滴加鹽酸,會(huì)使得平衡 Ⅲ逆向移動(dòng),最終生成AlCl3,該過程的離子方程式如上述反應(yīng)③和反應(yīng)④。此外,從鹽的水解角度分析,可以非常明確鹽溶液的酸堿性,從而判斷鹽溶液與酸堿能否反應(yīng),如AlO2-溶液顯堿性,可以與OH-大量共存,與H+不能大量共存。
綜上所述,利用化學(xué)平衡的觀點(diǎn),從電離平衡和鹽類的水解兩個(gè)角度去闡釋Al3+、Al(OH)3、AlO2-的相互轉(zhuǎn)化,可以有效幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解“鋁三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系,從而能夠正確書寫相關(guān)化學(xué)及離子反應(yīng)方程式。同時(shí),能幫助學(xué)生樹立平衡觀點(diǎn),解決學(xué)習(xí)過程中的眾多問題。
參考文獻(xiàn)
[1] 中華人民共和國(guó)教育部制訂.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]戴建良.高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)“鋁及其化合物的性質(zhì)”教學(xué)實(shí)錄及點(diǎn)評(píng)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2013(11):39-42.
[3]唐玉露.數(shù)形結(jié)合 巧學(xué)“鋁三角”[J].新課程導(dǎo)學(xué),2012(14):59,63.
[4]顧介秀.化學(xué)中的“三角轉(zhuǎn)化關(guān)系”[J].高中數(shù)理化,2011(21):50-51
[5]張麗娜.教學(xué)新思路之打破鋁三角[J].小作家選刊(教學(xué)交流),2013(11):202
(作者單位:太原市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 030012)
學(xué)習(xí)報(bào)·教育研究2016年1期