HCO3—與AlO2—反應本質的探究

一、問題的提出

在高中化學電解質溶液部分學習之后，經(jīng)常會遇到這樣的問題：NaHCO3溶液與NaAlO2溶液混合后有什么現(xiàn)象？學生對此感到很陌生。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)生反應后，可能較大量生成的物質是（ ）。

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，需進行實驗探究。我們在實驗室親自動手進行實驗，最后通過實驗來回答問題，既尊重事實，又培養(yǎng)了學生全面分析問題的能力。

二、實驗探究

實驗所用的NaAlO2溶液應隨時制取，通過分析NaAlO2溶液可用以下三種方法制?。海?）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溶解為止，即得NaAlO2溶液；（2）向所得NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液至過量?？煽吹桨咨z狀沉淀逐漸增多最后不再變化，在滴加過程中沒有氣泡產(chǎn)生；（3）過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

通過上述實驗說明，只有沉淀沒有氣體，且沉淀為Al（OH）3。

結論：HCO3-在溶液中存在兩種趨勢，水解和電離，而AlO2-在溶液中存在水解的趨勢。兩種離子都需要H+，但是AlO2-結合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-。

可認為是相對強的酸制取更弱的酸，答案顯然是Al（OH）3和CO32-。

通過學生自己動手操作，在實驗中充分認識到HCO3-的兩重性，激發(fā)了學生探究問題的興趣，也體現(xiàn)辯證法的哲學思想。

編輯 薛直艷