师：大家好，这节课我们一起来探究盐类水解的应用。本节课有两个学习目标：一是能列举盐类水解在实际生产、生活和科学研究中的应用实例；二是能依据盐类水解的原理进行解释，并体会化学反应原理的应用价值。

　　我们先来看，如何将天然水转化为饮用水呢？自来水厂通常经过加絮凝剂、沉淀、过滤、活性炭吸附等步骤来实现。那什么是絮凝剂呢？通过初中学习我们知道，明矶是一种常见的絮凝剂，明矾溶于水后生成的胶状物质可以吸附杂质，使杂质沉降，从而达到净水目的。

　　这里有两个问题：明矾是什么？为什么它溶于水后会生成胶状物？我们通过实验来解决。明矾的主要成分是十二水硫酸铝钾。将明矾溶于水，用一束激光照射溶液，能观察到丁达尔效应，而纯净水的丁达尔效应很微弱。再用pH计测定溶液pH，发现溶液呈酸性。这证明明矾在水中发生水解，产生了氢氧化铝胶体和氢离子。

　　把饱和明矾溶液倒入待净化溶液中，4小时后溶液变得澄清。查阅资料可知，氢氧化铝胶粒带正电荷，一般泥沙胶粒带负电荷，二者混合会发生胶体聚沉，达到净水目的。由此可见，铝离子水解比较温和，净水需要一定时间。

　　然而，在泡沫灭火器的使用场景中，同样用到硫酸铝溶液，此时铝离子水解却迅速而剧烈，这是为什么呢？同学们可能会想到，是不是和它的“同伴”有关？我们来探究泡沫灭火器的工作原理。

　　灭火器内筒装有硫酸铝溶液，外筒装有碳酸氢钠溶液。铝离子和碳酸氢根离子都存在水解行为。但水解过程通常比较微弱。当把泡沫灭火器倒置，两种溶液混合，溶液中的氢离子与氢氧根离子结合，导致铝离子与碳酸氢根离子的水解相互促进，不断生成氢氧化铝和碳酸，能在短时间内喷出大量二氧化碳和氢氧化铝，从而达到灭火目的。这就是人类利用盐类水解本质，通过一定手段促进盐类水解，解决实际问题。

　　这时候有个疑问，如果把能水解的阴阳离子放在一起，是不是都会相互促进呢？比如铵根离子与碳酸根离子放在一起，它们的水解过程也会相互促进。从微观角度分析，铵根离子水解产生氢离子，碳酸氢根离子水解产生氢氧根离子，混合后氢离子与氢氧根离子结合，促进两种离子水解。

　　既然如此，是不是碳酸氢铵这种物质就不存在了，就像铝离子与碳酸氢根离子不能共存一样？但我们知道农业上有一种化肥叫碳酸氢铵，简称碳铵。既然能制成化肥，说明铵根离子与碳酸氢根离子可以大量共存。同样有碳酸氢根离子参与，水解程度为何差异这么大呢？我们从铵根离子和铝离子本身找原因。

　　分析原因先从内因角度考虑，要判断铵根离子与铝离子本身的水解程度。有同学说可以计算它们水解过程的平衡常数，这确实是一种方法。若手头没有相关数据，能否粗略判断呢？

　　弱碱阳离子水解实质是结合水电离出的氢氧根离子。以m代表一般阳离子（包括铵根离子），其水解方程式可表示为……从阳离子结合水中氢氧根离子能力角度考虑，是否可行呢？它们结合氢氧根离子能力谁大谁小呢？还可以从阳离子所带电荷数角度考虑，比如铝离子带三个单位正电荷，对氢氧根离子吸引力大于带一个单位正电荷的铵根离子。

　　以铵根离子、镁离子、铝离子为例，猜测它们结合氢氧根离子浓度（即水解程度）大小关系为：铵根离子水解能力小于镁离子，更小于铝离子。这个猜想是否正确呢？我们可以通过计算平衡常数从数据论证角度证明，下节课会系统学习这种方法。除此之外，还能通过查阅文献证明猜想。

　　查阅文献可知，不同金属阳离子水解趋势是各元素自然属性体现，同时受各种因素影响，但静电作用是金属阳离子水解过程核心因素之一。从点电荷电场模型观念看，由于金属阳离子（包括铵根离子）半径差异不大，金属阳离子水解趋势（即结合氢氧根离子能力）可从中心离子所带电荷数简单估算。虽个别金属阳离子水解趋势与其他阳离子有交叉，但总体而言，不同价态金属阳离子水解数据表现出显著突变趋势。所以可以判断铝离子水解程度大于铵根离子，铝离子与碳酸氢根离子因发生完全水解而不能大量共存，用方程式表示为……（因水解程度完全，标上沉淀符号和气体符号，将可逆号改成等号）。