《从铝土矿到铝合金》（铝及其化合物的性质）课件四（35张PPT）

欢迎进入化学课堂 铝及其化合物的性质 2009226 实验1 铝与氧气反应的实验探究 实验原理 由于铝表面有一层致密的氧化膜的保护 所以铝不易在空气中燃烧 因此可考虑去保护膜 增加氧气的浓度 增大铝的接触面积等方法使铝能在氧气中燃烧 1 铝片的大小 0 1mm 0 3cm 10cm 探究1 铝片在纯氧中燃烧 3 缠绕方式 两头缠紧 中间要松 实验注意点 2 使用前先用砂纸均匀打磨 5 伸入时间 使火焰包围住铝片 火柴快要燃尽时 4 氧气制取 原料 双氧水 MnO2 量要多一点 集气瓶 250ml收集 排水法 实验现象 耀眼的白光 在一小片滤纸条上均匀地涂上一层铝粉 探究2 铝粉在纯氧中燃烧 现象 涂有铝粉的滤纸在空气中燃烧即火星四射 放到纯氧中燃烧更加剧烈 实验2 铝表面氧化膜的实验探究 本实验的目的是希望通过四个对比实验让学生体验到铝表面氧化膜的存在 与硫酸铜反应的铝片分别是用砂纸除去氧化膜的铝片 用氢氧化钠溶液洗去氧化膜的铝片 未采取去膜处理的铝片 先用砂纸打磨再用浓硝酸钝化的铝片 注意 1 用氢氧化钠溶液洗铝片时可采取加热措施 看到气泡后还要继续反应 2 用浓硝酸钝化铝片的时间要3分钟以上 教参对该实验现象的描述是 用砂纸除去氧化膜的铝片 用氢氧化钠溶液洗去氧化膜的铝片在放入0 5mol L20ml的硫酸铜溶液中后 铝片表面很快出现海绵状的暗红色物质 接下来铝片又产生大量气泡 溶液温度迅速升高 而未除氧化膜和钝化处理的铝片在短时间内无明显变化 而我们做出的实验现象却是 半小时 2小时 3小时 24小时 左到右依次为 砂纸除去氧化膜的铝片 未采取去膜处理的铝片 用氢氧化钠溶液洗去氧化膜的铝片 先用砂纸打磨再用浓硝酸钝化的铝片 我们的疑惑 可见不管有没有氧化膜的铝片与硫酸铜反应都非常的慢 其原因是铝表面的氧化膜靠磨擦或用氢氧化钠溶液都很难彻底除去 硫酸根会抑制铝表面氧化膜的破坏 有人曾对此进行了实验探究和理论解释 胡明盛 铝与铜盐溶液反应的研究和建议 化学教育 2006 8 53 55 我们把硫酸铜的浓度提高到1 0mol L 短时间内也未见明显实验现象 如此慢的速率无论是作为教师的演示实验还是学生的探究实验都不是很妥当 我们的思考 能否既能使实验现象明显又能让学生体验到铝表面氧化膜的存在 理论依据 书本p20 当有氯离子存在时 铝表面的氧化膜易被破坏 Cl 对铝表面氧化膜的破坏作用详见林美凤 铝与酸碱反应的实验探索及理论研究 化学教育 2001 12 我们的探究在反应液中各加入1滴饱和食盐水 左到右依次为 砂纸除去氧化膜的铝片 未采取去膜处理的铝片 用氢氧化钠溶液洗去氧化膜的铝片 先用砂纸打磨再用浓硝酸钝化的铝片 我们的探究在反应液中各加入1滴饱和Na2SO4水溶液 左到右依次为 砂纸除去氧化膜的铝片 未采取去膜处理的铝片 用氢氧化钠溶液洗去氧化膜的铝片 先用砂纸打磨再用浓硝酸钝化的铝片 实验3 铝配合物的生成 内容为 取两支试管 分别加入1mL1 0mol L 1AlCl3溶液 1 在一支试管中逐滴加入6 0mol L 1NaOH溶液 边滴加边振荡试管 观察实验现象 2 在另一支试管中滴加2mL10 NH4F溶液 再滴加1ml3 0mol L 1NH3 H2O溶液 边滴加边振荡试管 观察实验现象 实验化学 的教参对其进行了详细的解读 在另一支试管 注 该试管盛有1mol L0 1mol L氯化铝溶液 中滴加2ml10 氟化铵溶液 由于Al3 6F AlF6 3 溶液中Al3 的浓度减少 再加入1mL3 0mol L氨水 振荡试管 没有沉淀 我们的预设 实验 1 表明由于形成了稳定的 Al OH 4 离子 原悬浊体系受到破坏 白色Al OH 3转化生成稳定络离子 那么实验 2 滴加2mL10 NH4F溶液后 预测溶液应该没有明显变化 因为中学碰到的铵盐都可溶的 并且因为生成了稳定的络离子 即使加入1mL3 0mol L 1NH3 H2O溶液 溶液也无明显变化 说明络合离子内界稳定 氨水无法使其中结合的Al3 产生沉淀 实际现象 AlCl3中滴加氟化铵立即产生白色细颗粒状沉淀 AlCl3中滴加氟化铵 AlCl3中滴加氨水 静止后 我们的猜想 白色细颗粒状沉淀可能为Al OH 3 AlF3 NH4 3AlF6 我们的探究 从左至右为分别滴加1mol L的HCl NaOH 氨水 在以上已溶解的两支试管中分别滴加NaOH HCl至足量 我们的结论 1 该沉淀既能溶于盐酸又能溶于NaOH 所以不可能为AlF32 溶于盐酸和NaOH的两支试管分别再滴加NaOH和盐酸 在滴加过程中一直保持澄清 所以不可能为Al OH 3 理论解释 所得沉淀为白色细颗粒状沉淀 而Al OH 3为白色胶状沉淀 AlCl3溶液和NH4F溶液均为酸性溶液 不会双水解 3 该沉淀为 NH4 3AlF6依据 1 NH4 3AlF6为白色或类白色的微溶于水的固体 2 有关方程式 AlCl3 6NH4F NH4 3AlF6 3NH4Cl NH4 3AlF6 3HCl H3AlF6 3NH4Cl NH4 3AlF6 3NaOH Na3AlF6 3NH3 H2O 我们的结论 我们的猜想 从以上的实验中我们发现Na3AlF6能溶于水 但资料查阅知冰晶石 Na3AlF6 白色微溶于水的晶体 具体溶解度未能查到 因此我们预测以上产生的可能是Na3AlF6的稀溶液 由此我们在前人研究的基础上也尝试该实验能否用NaF 溶于水 饱和溶液代替NH4F来达到预设目标 进一步探究 AlCl3中加NaF 又出现了沉淀 脱离了预设 我们的猜想 该白色沉淀可能为 Al OH 3 AlF3或Na3AlF6 AlCl3中加NaF后的混合物分成三支试管 分别加氨水 NaOH HCl 在变澄清的两支中依次加HCl NaOH 继续加HCl NaOH至过量 我们的结论 根据该沉淀既能溶于盐酸有能溶于NaOH 溶解后分别加NaOH和盐酸从少量到过量先沉淀后溶解 所以AlCl3与NaF产生的沉淀应该是Al OH 3 理论解释 AlCl3与NaF双水解 当加入过量的NaF 显碱性 产生了沉淀Al OH 3 对该实验的再反思 不管用NH4F还是用NaF都不能达到预期的目标 实验的结果脱离了课程专家和我们的预设 对此 很多老师的做法是认为该实验做不成功 只从理论上去讲述铝配合物的稳定性 从而理想化地去描述实验现象 导致学生对化学知识的错误构建 从而也失去了很好的实验探究的机会 我们对该实验的看法是尊重实验事实 创造性地用教材 而不是教教材 把该课设计为一节真正的实验探究课 通过师生的共同探究 资料查阅去完成对铝络合物的知识构建 在问题的解决和争议中真正体验到探究的乐趣 第一天 第二天 第三天 实验4 培养明矾晶体 第四天 1 最佳实验条件的探究2 实验现象不明时的改进3 对异常实验现象的解释和探究4 课堂实验与家庭实验的整合 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全