师：起立。老师好，同学们好，请坐好。今天首先邀请大家看一组数据，这个图显示的是从我国2016年到2022年金面酮的产量，以及沸酮回收量的柱状对照图。从这个图上我们可以看出，我国金面酮的产量在逐年上升，沸酮的回收量也在上升，但是沸酮回收量上升的幅度比较小。未来可能会有很多沸酮进入水体，从而形成含酮废水。接触这样的废水可能会对人体产生很多影响，比如导致慢性酮中毒，经常会有头痛、失眠、肌肉酸痛、贫血等问题。渔业中的贝类、鱼类也可能受到影响。就像广州人特别喜欢吃的生蚝，若长在铜含量比较高的水域里，其软体部分会变成蓝绿色。所以铜污染将会对渔业、畜牧业造成很大损失，带来很多经济损失。
师：好，那我们来思考，如果想去除水体里的铜离子，最简单的方法是什么呢？在化学上用什么方法？很好，我们要转化，让它生成沉淀，沉淀下来，不在水体里，就能降低铜离子的含量了。对吧？a科学家也在研究这个问题，他们发现使用氢氧化镁试剂来处理这种酸性含酮废水，氢氧化镁对含酮污水的处理操作非常简便，去除率非常高，可以达到99%以上。
师：看到这里，大家有没有疑问呢？氢氧化镁本身是一种难溶物，它的溶解度只有6.9×10??g/L。这样一种难溶物，怎么能让铜离子转化生成沉淀，达到我们想要的效果呢？并且我查阅资料发现，氢氧化镁除了能去除铜离子，还有一个很好的特性，它能使处理后的水体pH值较长时间保持在9到10左右。
师：这个范围有什么好处呢？如果未来从事养殖行业，pH值在9 - 10时可以抑制水体里细菌的生长，减少抗生素的使用。好，我们大概了解了这些信息。第一个问题想问大家，为什么氢氧化镁是难溶物，却能保持pH值在9到10呢？现在请大家思考一下，如果自己做一组实验，怎么证明氢氧化镁的pH值一直在9 - 10？可以先想一想，如果你来做这个实验，会怎么做？现在我给大家提供一些试剂，大家先商量一下，然后派代表来讲讲你们想怎么做这个实验，看看组员有什么想法。
生：嗯？
师：请大家安静一点，我听到那边好像已经有详细的方案设计了，我们请他们来讲讲，看看和你们组的设计是否一样。
生：OK，首先拿一个烧杯配置氢氧化镁悬浊液，然后滴入酚酞，当溶液显现出红色的时候，滴入少许稀硫酸，溶液会先变成无色，因为变成了酸性。如果它能使水体pH值保持在9 - 10，说明是碱性环境，溶液会变回红色。
师：还有要补充的吗？其他同学听了他的描述，有没有觉得哪里需要改善一下？有吗？好，我刚才听到他描述的时候，觉得有两个点需要大家注意。
师：第一个，他描述的整个实验过程已经非常好了，包括对实验预期现象也说得比较完整。但是要注意，这个试剂能不能叫做氢氧化镁溶液呢？它本身是难溶物，应该是氢氧化镁悬浊液。第二个问题，我们想看它是否保持在9 - 10的时候，同学使用了稀硫酸这个试剂。那加入稀硫酸的时候，量要不要控制一下呢？要。如果控制不好可能会导致什么现象？如果加的硫酸太多，可能会把所有的氢氧化镁全部酸碱中和掉。所以今天做这个实验的时候，大家可以先拿试剂盒里的小烧杯，在小烧杯里事先装入氢氧化镁粉末，装的时候可以稍微多装一点，大概装2 - 3药匙都可以，然后加入20毫升左右的水。当想要检验的时候，建议大家把它分装在试管里做，这样还能保留原始溶液备用。
生：再等一下，再等一下，开始慢慢变了吧。这可以体验一下。
师：不要加太多，加一两滴就可以。
生：完全反应。哇，有一点反应了，有可能时间要久一点，因为溶液量不够，先把它放在两边再摇，可以摇到恢复。可能在恢复。干嘛？
师：我请你们来展示一下。
生：先。
师：你说一下你们组做了以后具体的实验现象，你们看到将氢氧化镁放入烧杯，加入蒸馏水，溶解后滴入酚酞会变成红色，再加入一滴稀硫酸，红色就会褪去，过一会儿之后又会逐渐恢复成红色。
师：嗯，很好。其他组做的现象跟他们一样吗？噢，差不多，对吧？好，那我们来看一下，这是我之前做的一组照片，大家可以参考一下。在整个过程中我们发现，一开始是氢氧化镁悬浊液，里面有大量固体部分。然后用酚酞试剂检验，发现溶液里产生了氢氧根，对吧？有氢氧根应该还有镁离子。这个过程中溶液能保持在9到10，刚才滴了硫酸以后，再震荡一会儿，颜色又回来了，说明这个过程中存在一个什么样的过程呢？既有溶解，当消耗了氢氧根，固体又会再生成沉淀这么一个过程。大家可以把这个整个的表征写在学案上。写好以后，今天我们借助手持pH计，来看一下整个过程中定量的值到底是什么样的。大家先写好，我来准备一下。
师：好，差不多写好了吗？好，我现在使用手持pH计，目前测定的是去离子水的pH值，发现它的pH值基本上等于7。我现在往里面放入氢氧化镁，看看pH值有没有变化。还没有变化吗？因为我还要搅拌一下。预期它应该达到9 - 10，看看有没有达到。现在增速慢慢放缓了，到了10多一点，基本上相对平稳了。我再往里面加入1 - 2滴硫酸，看看会怎么样。
师：好，看一下，pH值一下就下来了，然后悬浊液的pH值又在继续上升，又慢慢趋于平稳，接近于9.8的样子了，现在慢慢停下来了。那我们来分析一下，在刚才加硫酸的过程中，哪位同学能描述一下经历了哪些历程？加了硫酸以后，主要影响的是谁？氢氧根离子，对吧？哪位同学来帮我把后面的话说一下，加了硫酸以后把氢氧根反应掉了，这个时候氢氧根怎么样？
生：固体就会溶解为离子。
师：对，氢氧根浓度少了，所以相当于平衡向溶解方向移动，也就是正向移动。很好，请坐。我们建立了氢氧化镁的溶解平衡体系，在这个体系里，需要借助一个新的物理量来描述氢氧根和镁离子的溶解程度。以前学化学平衡时，我们用一个物理量描述反应进行的程度，这里应该用什么呢？K，对吧？现在请大家写一下K该怎么写，镁离子浓度乘以氢氧根浓度的平方，按照这个写。因为它是沉淀溶解体系，为了和普通化学平衡状态区分，我们写成Ksp，把它称之为溶解平衡体系的溶度积，大家把“溶度积”这三个字记下来。
师：我写在这里了，通过溶度积的大小，我们大概可以判断一个物质在水里的溶解量多少。通过刚才的实验，我们解决了氢氧化镁为什么能保持pH值在9到10的问题。第二个问题来了，能保持在9 - 10就能除去铜离子吗？根据我提供的试剂，大家想想怎么做能确定它可以把铜离子去除呢？如果把铜离子去除，按照一开始的推理逻辑，我们希望它转化生成沉淀。现在怎么做能感受到这一点呢？谁来说说，你们打算怎么做？刚才配了氢氧化镁悬浊液，怎么利用它呢？你们这边来帮我说说想法。
生：呃？加入。
师：加入铜离子，我想问预期的实验现象会是什么？
生：应该有蓝色沉淀。