《從鋁土礦到鋁合金》（鋁及其化合物的性質(zhì)）課件一（25張PPT）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 實(shí)驗(yàn)一 鋁與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究 1 2Al 3 2O2 Al2O3 rG0 1582kJ molMg 1 2O2 MgO rG0 569 4kJ mol3Fe 2O2 Fe3O4 rG0 1015kJ mol 2 在金屬活動(dòng)順序表中 金屬活動(dòng)性 Mg Al Fe 實(shí)驗(yàn)一 鋁與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究 3 鎂 鋁和鐵三種元素的電離勢(shì)數(shù)值比較第 電離勢(shì)第 電離勢(shì)第 電離勢(shì)Mg7 646eV15 035eVAl5 986eV18 828eV28 447eVFe7 870eV16 18eV30 651eV 從金屬活動(dòng)順序表和 rG0 0 數(shù)值看 鋁與氧氣 這個(gè)自發(fā)反應(yīng)最容易發(fā)生 從離子勢(shì)數(shù)值看 鋁與氧氣反應(yīng) 要比 鐵與氧氣反應(yīng) 稍容易 但實(shí)際上鋁在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)最不容易成功 這是為什么呢 第一 鋁是活潑金屬 在空氣中能與氧氣生成一種致密的氧化鋁保護(hù)層 使氧氣不能繼續(xù)與鋁發(fā)生反應(yīng) 不采取任何擦除氧化鋁保護(hù)層措施而直接進(jìn)行點(diǎn)火 必定是鋁難于燃燒 氧化鎂薄膜和氧化鐵薄膜可能都不如氧化鋁薄膜更致密 不能阻止金屬與氧氣的接觸 因此金屬鎂和金屬鐵更容易在氧氣中燃燒 鋁在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)不容易成功原因 第二 氧氣的濃度偏低或氧氣的量不足而導(dǎo)致燃燒現(xiàn)象不明顯 一是集氣瓶中收集到氧氣的濃度偏低 不能引起鋁與氧氣的充分反應(yīng) 二是繞有火柴的鋁箔 若過(guò)早伸入集氣瓶中 火柴燃燒會(huì)消耗大量的氧氣 致使氧氣濃度降低而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗 三是集氣瓶容積小而導(dǎo)致氧氣量不足或者鋁箔太多反應(yīng)不充分 鋁在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)不容易成功原因 鋁在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)不容易成功原因 案例 標(biāo)號(hào)125mL集氣瓶中充滿氧氣 5cm 2cm鋁箔 實(shí)驗(yàn)?zāi)艹晒?原因分析 假設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行該反應(yīng) 5cm 2cm鋁箔質(zhì)量約125mg 標(biāo)號(hào)125mL集氣瓶實(shí)際裝有氧氣140mL n O2 140 22400 0 00625mol 該氧氣最多能消耗的鋁箔質(zhì)量是 0 00625 27 4 3 0 225g 225mg 因?yàn)?25mg 125mg 所以反應(yīng)能成功進(jìn)行 啟示 本實(shí)驗(yàn)不僅要關(guān)注鋁箔的大小和形狀 還要關(guān)注集氣瓶的容積 第三 鋁箔與氧氣的接觸面積太少 一是沒(méi)有掌握好鋁箔的厚度 過(guò)厚的鋁箔在一定程度上減少了單質(zhì)鋁與氧氣的接觸 二是鋁箔與火柴梗的纏繞方式不正確導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)難以成功 A圖鋁箔與氧氣接觸面積小 另外火柴不能充分燃燒 不能達(dá)到鋁的著火點(diǎn) 難以引發(fā)鋁箔燃燒 B圖和C圖正確 鋁在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)不容易成功原因 實(shí)驗(yàn)一的注意事項(xiàng) 集氣瓶中氧氣濃度要盡可能大 最好采用排水集氣法收集氧氣 選擇容積較大的集氣瓶作為反應(yīng)器 體積與鋁質(zhì)量關(guān)系 鋁箔以螺旋狀繞緊一根火柴 待火柴燒到2 3以后 火焰能 包圍 鋁條時(shí) 再迅速將鋁條伸進(jìn)集氣瓶中 鋁條不能太早或太遲伸入集氣瓶 可以用H2O2溶液與MnO2粉末混合直接在集氣瓶中制O2 一定要氧氣純度足夠大才開(kāi)始實(shí)驗(yàn) 方法1 在集氣瓶里放少許30 的雙氧水 準(zhǔn)備少許二氧化錳在實(shí)驗(yàn)時(shí)投入集氣瓶 這樣在實(shí)驗(yàn)前就不需要制備和儲(chǔ)存氧氣 保證在實(shí)驗(yàn)時(shí)有氧可用 方法2 鋁箔在氧氣中很難燃燒起來(lái) 這里用鋁粉代替鋁箔實(shí)驗(yàn) 用脫脂棉或者直接用方便易得的紙巾沾上少許鋁粉 用坩堝鉗夾住在空氣里加熱之 就可以看到火星四射 此時(shí)迅速將二氧化錳投入盛有雙氧水的集氣瓶里 同時(shí)將沾有鋁粉的棉花或紙巾伸入集氣瓶 可以看見(jiàn)鋁在氧氣里劇烈的燃燒 現(xiàn)象明顯 操作簡(jiǎn)便 介紹另外三種 鋁在氧氣中燃燒 實(shí)驗(yàn) 介紹另外三種 鋁在氧氣中燃燒 實(shí)驗(yàn) 方法3 在石棉板的中央放上2克干燥的過(guò)氧化鈉 堆成小丘狀 將鋁粉撒在過(guò)氧化鈉上面 使它完全覆蓋過(guò)氧化鈉并呈薄薄的一層 然后用噴水器向小堆上均勻地噴上水霧 使過(guò)氧化鈉剛潤(rùn)濕為止 過(guò)氧化鈉跟水反應(yīng)產(chǎn)生氧氣并放出熱量 會(huì)使鋁粉著火燃燒 實(shí)驗(yàn)二 鋁表面氧化膜的實(shí)驗(yàn)探究 第一 硫酸銅溶液的濃度要小 最好不要超過(guò)課本規(guī)定的0 5mol L 1 原因 硫酸銅溶液水解顯酸性 若濃度過(guò)大時(shí) 酸性太強(qiáng) 鋁片表面的氧化膜被溶解 與編者的設(shè)計(jì)意圖相悖 看似簡(jiǎn)單但容易失敗的是第21頁(yè)步驟 3 將一塊未擦去氧化膜的鋁片放入20mL0 5mol L 1CuSO4溶液中 觀察鋁片表面的現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)二 鋁表面氧化膜的實(shí)驗(yàn)探究 第二 選擇氧化膜完美無(wú)損的鋁片做實(shí)驗(yàn) 原因 如果鋁片表面的氧化膜局部破損 硫酸銅溶液就會(huì)從破損處乘虛而入 與金屬鋁發(fā)生置換反應(yīng) 這樣步驟 2 與步驟 3 的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就相似 與編者的設(shè)計(jì)意圖相悖了 哪些鋁片的氧化膜是完美無(wú)損的 長(zhǎng)期露置于實(shí)驗(yàn)室中的小塊鋁片或鋁箔 有些大塊鋁片表面的氧化膜也完美無(wú)損 但要切割后才能使用 切割時(shí)形成新缺口 灼燒后的鋁片氧化膜也不完整無(wú)缺 實(shí)驗(yàn)二的注意事項(xiàng) CuSO4溶液濃度不要太大 0 5mol L 1較合適 選擇氧化膜完美無(wú)損的鋁片做實(shí)驗(yàn)的步驟 3 不選擇新切開(kāi)的小鋁片 不選擇灼燒成的鋁片 鋁片在濃硝酸中鈍化的時(shí)間一定要足夠長(zhǎng)久 因?yàn)橐罁?jù)課本第 頁(yè) 鈍化1 2min后 的鋁片 再放在20mL0 5mol L 1CuSO4溶液中約半小時(shí)后 鋁片表面有明顯的溶解現(xiàn)象 這與編者的編寫(xiě)意圖不合 實(shí)驗(yàn)三 鋁配合物的生成 最困惑的是第22頁(yè)步驟 2 在另一支試管中 1mLmol L 1AlCl3溶液 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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)前 我對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象猜測(cè)是 無(wú)明顯現(xiàn)象 原因之一 中學(xué)階段的銨鹽均易溶于水 故 NH4 3AlF6也易溶于水 原因之二 課本第21頁(yè)的 信息提示 中有離子方程式 Al3 6F AlF63 實(shí)驗(yàn)三 鋁配合物的生成 白色沉淀 呈渾濁狀 我的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 加NH4F溶液后出現(xiàn)白色渾濁 加NH3 H2O溶液后仍為白色渾濁 靜置片刻 試管底部出現(xiàn)白色沉淀 靜置一段時(shí)間后的沉淀 呈粉末狀 實(shí)驗(yàn)三 鋁配合物的生成 對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的幾個(gè)猜想與驗(yàn)證 猜想之一 會(huì)不會(huì)是試劑NH4F和試劑AlCl3的純度不夠 生成了未知名的白色沉淀 一般不會(huì) 但也不敢百分之百確定 實(shí)驗(yàn)三 鋁配合物的生成 實(shí)驗(yàn)三 鋁配合物的生成 對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的幾個(gè)猜想與驗(yàn)證 猜想之二 白色沉淀會(huì)不會(huì)是 沉淀 因?yàn)镹H4F不穩(wěn)定 NH4F受熱分解成 和 而 與 生成 再與 溶液作用生成了氫氧化鋁沉淀 實(shí)驗(yàn)三 鋁配合物的生成 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該白色沉淀是否真的是氫氧化鋁 把白色沉淀等分成兩份 往其中一份加稀鹽酸 往另一份加氫氧化鈉溶液 結(jié)果白色沉淀都很快溶解 該白色沉淀很類似于氫氧化鋁的兩性 既能溶解于酸 又能溶解于堿 實(shí)驗(yàn)三 鋁配合物的生成 氫氧化鋁絮狀沉淀 顆粒較大 六氟鋁酸銨沉淀 顆粒較小 呈粉末狀 能否確定該白色就是氫氧化鋁呢 再看一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三 鋁配合物的生成 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 該白色沉淀是氫氧化鋁的可能性不大 很可能是六氟鋁酸銨 六氟鋁酸銨是一種溶解性不大的白色固體 六氟鋁酸鈉和六氟鋁酸的溶解性都大于六氟鋁酸銨 產(chǎn)品名稱氟鋁酸銨 NH4 3AlF6 氟化鋁銨分子量195 00 英文名稱AmmoniumHexafluoroaluminate Ammoniumfluoroaluminate性狀白色或淺灰色粉末 微溶于水 http cn made in 中國(guó)制造網(wǎng) 首頁(yè) 產(chǎn)品目錄 化工 農(nóng)藥 殺蟲(chóng)劑 氟鋁酸銨 氟化鋁銨 AmmoniumFluoroaluminate AmmoniumAluminateFluoride 分子式 NH4 3AIF6 相對(duì)分子質(zhì)量 195 09 性質(zhì) 白色或淺灰色粉末 微溶于水 用途 用作剎蟲(chóng)劑 也用于陶瓷 玻璃工業(yè)及鋁纖焊 上海豪申化學(xué)試劑有限公司首頁(yè) 產(chǎn)品類別 試劑產(chǎn)品 名稱 氟鋁酸銨 分子量 195 09 性狀 白色結(jié)晶性粉末 易溶于水 水溶劑能腐蝕玻璃 實(shí)驗(yàn)三的注意事項(xiàng) NH4F溶液要略過(guò)量 否則加氨水后 試管中剩余的AlCl3溶液會(huì)與氨水作用后產(chǎn)生白色的氫氧化鋁沉淀 注意NH4F是無(wú)機(jī)毒品 注意安全 NaOH溶液濃度不能太大 實(shí)驗(yàn)四 培養(yǎng)明礬晶體 實(shí)驗(yàn)四的注意事項(xiàng) 配制的明礬溶液一定要飽和 每次把母液配成30 40 的溶液 有利于晶核的快速長(zhǎng)大 不至于晶體在室溫升高時(shí)溶解 否則晶核會(huì)被溶解 選取形狀完整的小晶體作為晶核 溶液飽和度太大產(chǎn)生不規(guī)則小晶體附在原晶核之上 晶體不透明 飽和度太低 成長(zhǎng)緩慢或溶解 謝謝 2007年12月27日 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全