《從鋁土礦到鋁合金》（鋁及其化合物的性質(zhì)）課件四（35張PPT）

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歡迎進入化學課堂 鋁及其化合物的性質(zhì) 2009226 實驗1 鋁與氧氣反應的實驗探究 實驗原理 由于鋁表面有一層致密的氧化膜的保護 所以鋁不易在空氣中燃燒 因此可考慮去保護膜 增加氧氣的濃度 增大鋁的接觸面積等方法使鋁能在氧氣中燃燒 1 鋁片的大小 0 1mm 0 3cm 10cm 探究1 鋁片在純氧中燃燒 3 纏繞方式 兩頭纏緊 中間要松 實驗注意點 2 使用前先用砂紙均勻打磨 5 伸入時間 使火焰包圍住鋁片 火柴快要燃盡時 4 氧氣制取 原料 雙氧水 MnO2 量要多一點 集氣瓶 250ml收集 排水法 實驗現(xiàn)象 耀眼的白光 在一小片濾紙條上均勻地涂上一層鋁粉 探究2 鋁粉在純氧中燃燒 現(xiàn)象 涂有鋁粉的濾紙在空氣中燃燒即火星四射 放到純氧中燃燒更加劇烈 實驗2 鋁表面氧化膜的實驗探究 本實驗的目的是希望通過四個對比實驗讓學生體驗到鋁表面氧化膜的存在 與硫酸銅反應的鋁片分別是用砂紙除去氧化膜的鋁片 用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜的鋁片 未采取去膜處理的鋁片 先用砂紙打磨再用濃硝酸鈍化的鋁片 注意 1 用氫氧化鈉溶液洗鋁片時可采取加熱措施 看到氣泡后還要繼續(xù)反應 2 用濃硝酸鈍化鋁片的時間要3分鐘以上 教參對該實驗現(xiàn)象的描述是 用砂紙除去氧化膜的鋁片 用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜的鋁片在放入0 5mol L20ml的硫酸銅溶液中后 鋁片表面很快出現(xiàn)海綿狀的暗紅色物質(zhì) 接下來鋁片又產(chǎn)生大量氣泡 溶液溫度迅速升高 而未除氧化膜和鈍化處理的鋁片在短時間內(nèi)無明顯變化 而我們做出的實驗現(xiàn)象卻是 半小時 2小時 3小時 24小時 左到右依次為 砂紙除去氧化膜的鋁片 未采取去膜處理的鋁片 用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜的鋁片 先用砂紙打磨再用濃硝酸鈍化的鋁片 我們的疑惑 可見不管有沒有氧化膜的鋁片與硫酸銅反應都非常的慢 其原因是鋁表面的氧化膜靠磨擦或用氫氧化鈉溶液都很難徹底除去 硫酸根會抑制鋁表面氧化膜的破壞 有人曾對此進行了實驗探究和理論解釋 胡明盛 鋁與銅鹽溶液反應的研究和建議 化學教育 2006 8 53 55 我們把硫酸銅的濃度提高到1 0mol L 短時間內(nèi)也未見明顯實驗現(xiàn)象 如此慢的速率無論是作為教師的演示實驗還是學生的探究實驗都不是很妥當 我們的思考 能否既能使實驗現(xiàn)象明顯又能讓學生體驗到鋁表面氧化膜的存在 理論依據(jù) 書本p20 當有氯離子存在時 鋁表面的氧化膜易被破壞 Cl 對鋁表面氧化膜的破壞作用詳見林美鳳 鋁與酸堿反應的實驗探索及理論研究 化學教育 2001 12 我們的探究在反應液中各加入1滴飽和食鹽水 左到右依次為 砂紙除去氧化膜的鋁片 未采取去膜處理的鋁片 用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜的鋁片 先用砂紙打磨再用濃硝酸鈍化的鋁片 我們的探究在反應液中各加入1滴飽和Na2SO4水溶液 左到右依次為 砂紙除去氧化膜的鋁片 未采取去膜處理的鋁片 用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜的鋁片 先用砂紙打磨再用濃硝酸鈍化的鋁片 實驗3 鋁配合物的生成 內(nèi)容為 取兩支試管 分別加入1mL1 0mol L 1AlCl3溶液 1 在一支試管中逐滴加入6 0mol L 1NaOH溶液 邊滴加邊振蕩試管 觀察實驗現(xiàn)象 2 在另一支試管中滴加2mL10 NH4F溶液 再滴加1ml3 0mol L 1NH3 H2O溶液 邊滴加邊振蕩試管 觀察實驗現(xiàn)象 實驗化學 的教參對其進行了詳細的解讀 在另一支試管 注 該試管盛有1mol L0 1mol L氯化鋁溶液 中滴加2ml10 氟化銨溶液 由于Al3 6F AlF6 3 溶液中Al3 的濃度減少 再加入1mL3 0mol L氨水 振蕩試管 沒有沉淀 我們的預設 實驗 1 表明由于形成了穩(wěn)定的 Al OH 4 離子 原懸濁體系受到破壞 白色Al OH 3轉(zhuǎn)化生成穩(wěn)定絡離子 那么實驗 2 滴加2mL10 NH4F溶液后 預測溶液應該沒有明顯變化 因為中學碰到的銨鹽都可溶的 并且因為生成了穩(wěn)定的絡離子 即使加入1mL3 0mol L 1NH3 H2O溶液 溶液也無明顯變化 說明絡合離子內(nèi)界穩(wěn)定 氨水無法使其中結(jié)合的Al3 產(chǎn)生沉淀 實際現(xiàn)象 AlCl3中滴加氟化銨立即產(chǎn)生白色細顆粒狀沉淀 AlCl3中滴加氟化銨 AlCl3中滴加氨水 靜止后 我們的猜想 白色細顆粒狀沉淀可能為Al OH 3 AlF3 NH4 3AlF6 我們的探究 從左至右為分別滴加1mol L的HCl NaOH 氨水 在以上已溶解的兩支試管中分別滴加NaOH HCl至足量 我們的結(jié)論 1 該沉淀既能溶于鹽酸又能溶于NaOH 所以不可能為AlF32 溶于鹽酸和NaOH的兩支試管分別再滴加NaOH和鹽酸 在滴加過程中一直保持澄清 所以不可能為Al OH 3 理論解釋 所得沉淀為白色細顆粒狀沉淀 而Al OH 3為白色膠狀沉淀 AlCl3溶液和NH4F溶液均為酸性溶液 不會雙水解 3 該沉淀為 NH4 3AlF6依據(jù) 1 NH4 3AlF6為白色或類白色的微溶于水的固體 2 有關方程式 AlCl3 6NH4F NH4 3AlF6 3NH4Cl NH4 3AlF6 3HCl H3AlF6 3NH4Cl NH4 3AlF6 3NaOH Na3AlF6 3NH3 H2O 我們的結(jié)論 我們的猜想 從以上的實驗中我們發(fā)現(xiàn)Na3AlF6能溶于水 但資料查閱知冰晶石 Na3AlF6 白色微溶于水的晶體 具體溶解度未能查到 因此我們預測以上產(chǎn)生的可能是Na3AlF6的稀溶液 由此我們在前人研究的基礎上也嘗試該實驗能否用NaF 溶于水 飽和溶液代替NH4F來達到預設目標 進一步探究 AlCl3中加NaF 又出現(xiàn)了沉淀 脫離了預設 我們的猜想 該白色沉淀可能為 Al OH 3 AlF3或Na3AlF6 AlCl3中加NaF后的混合物分成三支試管 分別加氨水 NaOH HCl 在變澄清的兩支中依次加HCl NaOH 繼續(xù)加HCl NaOH至過量 我們的結(jié)論 根據(jù)該沉淀既能溶于鹽酸有能溶于NaOH 溶解后分別加NaOH和鹽酸從少量到過量先沉淀后溶解 所以AlCl3與NaF產(chǎn)生的沉淀應該是Al OH 3 理論解釋 AlCl3與NaF雙水解 當加入過量的NaF 顯堿性 產(chǎn)生了沉淀Al OH 3 對該實驗的再反思 不管用NH4F還是用NaF都不能達到預期的目標 實驗的結(jié)果脫離了課程專家和我們的預設 對此 很多老師的做法是認為該實驗做不成功 只從理論上去講述鋁配合物的穩(wěn)定性 從而理想化地去描述實驗現(xiàn)象 導致學生對化學知識的錯誤構(gòu)建 從而也失去了很好的實驗探究的機會 我們對該實驗的看法是尊重實驗事實 創(chuàng)造性地用教材 而不是教教材 把該課設計為一節(jié)真正的實驗探究課 通過師生的共同探究 資料查閱去完成對鋁絡合物的知識構(gòu)建 在問題的解決和爭議中真正體驗到探究的樂趣 第一天 第二天 第三天 實驗4 培養(yǎng)明礬晶體 第四天 1 最佳實驗條件的探究2 實驗現(xiàn)象不明時的改進3 對異常實驗現(xiàn)象的解釋和探究4 課堂實驗與家庭實驗的整合 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全