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关于铝的配合物形成的实验设计意图的讨论绍兴一中分校吴文中【已知】1、Al3++6F-=(AlF6)3-K稳1=C(AlF6)3-/C(Al3+)*C6(F-)=1019.802、Al3++4OH-=Al(OH)4-K稳2=C(Al(OH)4-)/C(Al3+)*C4(OH-)=1030.303、Al(OH)3(s)=Al3++3OH-Ksp=C(Al3+)*C3(OH-)=10-32.344、氨水的PKb=4.75【假如】(AlF6)3-+4OH-=Al(OH)4-+6F-则K=【C(Al(OH)4)-*C6(F-)】/【C(AlF6)3-*C4(OH-)】=【C(Al(OH)4-)-*C6(F-)*C(Al3+)】/【C(AlF6)3-*C4(OH-)*C(Al3+)】=K稳2/K稳1=1030.30/1019.80=1010.5【结论】依据一般规律,当K大于107时候,可以认为该反应进行到底。因此可以说明冰晶石水溶液中加氢氧化钠溶液可以得到偏铝酸钠。【实验化学】铝的配合物的形成(1)AlCl3溶液中逐滴加NaOH溶液,目的是想说明,Al3+和OH-作用可以得到Al(OH)4-这配合物。(2)AlCl3溶液中逐滴加NaF溶液,然后加氨水,目的是想说明通过加氨水后,看不到沉淀,从而来说明加NaF溶液已经得到(AlF6)3-这配合物。这里的前提是,氨水不会溶解Al(OH)3沉淀,但氨水能和Al3+作用得到Al(OH)3,这也是学生已知的,通过在AlCl3溶液中逐滴加NaF溶液后,溶液中的Al3+浓度已经很低,加氨水后无法得到Al(OH)3沉淀,从而说明配合物的形成。正是由于NaOH溶液可以和含(AlF6)3-的溶液中的Al3+离子结合得到Al(OH)4-,实验设计成采用加氨水而不用氢氧化钠溶液的方法来避免以上问题的发生。(3)假如在AlCl3溶液中逐滴加NaF溶液,然后加氢氧化钠溶液,会先看到有沉淀,然后消失的现象吗?这当然可以通过计算的方法来判断,计算如下:【假如】(AlF6)3-+3OH-=Al(OH)3↓+6F-则K=【C6(F-)】/【C(AlF6)3-*C3(OH-)】=【C(Al3+)*C6(F-)】/【C(AlF6)3-*C3(OH-)*C(Al3+)】=1/K稳1*KSp=1032.4-19.80=1012.6显然,在冰晶石的水溶液中加氢氧化钠溶液可以看到沉淀现象。也可以看出,得到氢氧化铝沉淀更容易。如果在六氟合铝酸铵滴加氢氧化钠溶液,则可能会先出现胶状物明显增多的现象,然后才溶解。因此,实验中假如把氨水改为氢氧化钠溶液,则可以看到沉淀,所以该实验设计的时候还是不得不采用氨水来证明AlF63-离子的形成。在冰晶石的水溶液中,难道加氨水就不能得到氢氧化铝沉淀?我以为加氨水也可以得到氢氧化铝沉淀,只要氨水的浓度足够高就可以!【假如】(AlF6)3-+3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4++6F-则K=【C6(F-)*C3(NH4+)】/【C(AlF6)3-*C3(NH3H2O)】=【C6(F-)*C3(NH4+)*C3(OH-)*C(Al3+)】/【C(AlF6)3-*C3(NH3H2O)*C3(OH-)*C(Al3+)】=Kb3/(K稳1*Ksp)=10-4.75*3+32.4-4.75*3=10-1.65显然,反应还是可以发生的,能够得到沉淀,但不明显!从以上的配合物和氢氧化铝的有关常数看得出,氢氧化铝是很稳定的,应该比较容易得到氢氧化铝。同时还有更令人烦恼的是,(NH4)3AlF6)也可能出现沉淀,严重干扰了实验,使问题变得更为复杂。【质疑】由此想到的是一个典型的案例:在NaCl溶液中加AgNO3溶液,得到白色沉淀,问加足量的氨水以后,沉淀是否消失:显然,对于学生而言,是无法知道沉淀是否消失的。这样的题目应该不能让学生来练习。事实上,在Ag(NH3)2OH溶液中,加盐酸或者KCl溶液也都会得到AgCl沉淀的。因此设计一下实验,我以为可能就完整了实验1、氯化铝溶液加氟化钠溶液,再加氨水。有沉淀吗?预计现象:先有沉淀,然后沉淀不消失!实验2、氯化铝溶液加氨水,再加氟化钠溶液。沉淀消失吗?预计现象:沉淀不消失,或者是难以消失!实验3、氯化铝溶液加氟化钠溶液,再加氢氧化钠溶液。有沉淀吗?预计现象:先有沉淀,然后沉淀消失!实验4、氯化铝溶液加氢氧化钠溶液,再加氟化钠溶液。沉淀消失吗?预计现象:沉淀不消失,或者是难以消失!【最后预计结论】该实验设计有误!至少实验时,必须降低氨水的浓度!才能达到实验设计的目的!【实验改进】本实验2的同时,