高中化学专题二物质性质的研究课题1铝及其化合物的性质第1课时课件苏教版选修

1、铝及其化合物的性质铝及其化合物的性质实验实验1.铝与氧气反应的实验探究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实验原理：由于铝表面有一层致密的氧化膜的保护保护,所以铝不易在空气中燃烧。因此可考虑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、增大铝的接触面去保护膜、增加氧气的浓度、增大铝的接触面积积等方法使铝能在氧气中燃烧。等方法使铝能在氧气中燃烧。 1、铝片的大小：、铝片的大小：0.1mm0.3cm10cm探究探究1：铝片在纯氧中燃烧：铝片在纯氧中燃烧3、缠绕方式：两头缠紧，中间要松、缠绕方式：两头缠紧，中间要松实验注意点：实验注意点：2、使用前先用砂纸均匀

2、打磨、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、伸入时间：使火焰包围住铝片，火柴快要燃尽时时4、氧气制取：、氧气制取：原料：双氧水，原料：双氧水，mno2（量要多一点）（量要多一点）集气瓶：集气瓶：250ml收集：排水法收集：排水法v实验现象：耀眼的白光实验现象：耀眼的白光在一小片滤纸条上均匀地涂上一层铝粉在一小片滤纸条上均匀地涂上一层铝粉探究探究2：铝粉在纯氧中燃烧：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四射，放到纯氧中燃烧更加剧烈实验实验2:铝表面氧化膜的实验探究铝表面氧化膜的实验探

3、究 本实验的目的是希望通过四个对比实验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铜反应的铝片分别是用砂纸除去氧化膜的铝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。硝酸钝化的铝片。注意：注意：1、用氢氧化钠溶液洗铝片时可采取加、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。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、用浓硝酸钝化铝片的时

4、间要3分钟以上分钟以上 教参对该实验现象的描述是：用砂纸除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膜的铝片在放入0.5mol/l 20ml的的 硫酸铜溶硫酸铜溶液中后，铝片表面很快出现海绵状的暗红色液中后，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。片在短时间内无明显变化。而我们做出的实而我们做出的实验现象却是：验现象却是：半小时半小时2小时小时3小时

5、小时24小时左到右依次左到右依次为：砂纸除为：砂纸除去氧化膜的去氧化膜的铝片、未采铝片、未采取去膜处理取去膜处理的的 铝片、铝片、用氢氧化钠用氢氧化钠溶液洗去氧溶液洗去氧化膜的铝片、化膜的铝片、 先用砂纸打先用砂纸打磨再用浓硝磨再用浓硝酸钝化的铝酸钝化的铝片。片。我们的疑惑：我们的疑惑： 可见不管有没有氧化膜的铝片与硫酸铜反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磨擦或用氢氧化钠溶液都很难彻底除去,硫酸硫酸根会抑制铝表面氧化膜的破坏，有人曾对此根会抑制铝表面氧化膜的破坏，有人曾对此进行了实

6、验探究和理论解释进行了实验探究和理论解释(胡明盛胡明盛.铝与铜盐铝与铜盐溶液反应的研究和建议，化学教育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，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，短时间内也未见明显实验现象,如如此慢的速率无论是作为教师的演示实验还是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。学生的探究实验都不是很妥当。v我们的思考我们的思考：能否既能使实验现象明显又能：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？让学生体验到铝表面氧化膜的存在？v理论依据：理论依据：书本书本p2

7、0：当有氯离子存在：当有氯离子存在时，铝表面的氧化膜易被破坏。时，铝表面的氧化膜易被破坏。v（cl-对铝表面氧化膜的破坏作用详见林对铝表面氧化膜的破坏作用详见林美凤美凤.铝与酸碱反应的实验探索及理论研铝与酸碱反应的实验探索及理论研究，化学教育究，化学教育.2001.12 ）我们的探究我们的探究在反应液中各加入在反应液中各加入1滴饱和食盐水滴饱和食盐水左到右依次为：左到右依次为：砂纸除去氧化膜砂纸除去氧化膜的铝片、未采取的铝片、未采取去膜处理的去膜处理的 铝片、铝片、用氢氧化钠溶液用氢氧化钠溶液洗去氧化膜的铝洗去氧化膜的铝片、片、 先用砂纸打先用砂纸打磨再用浓硝酸钝磨再用浓硝酸钝化的铝片。化的铝

8、片。我们的我们的 探究探究在反应液中各加入在反应液中各加入1滴饱和滴饱和na2so4水溶液水溶液左到右依次为：左到右依次为：砂纸除去氧化膜砂纸除去氧化膜的铝片、未采取的铝片、未采取去膜处理的去膜处理的 铝片、铝片、用氢氧化钠溶液用氢氧化钠溶液洗去氧化膜的铝洗去氧化膜的铝片、片、 先用砂纸打先用砂纸打磨再用浓硝酸钝磨再用浓硝酸钝化的铝片。化的铝片。实验实验3:铝配合物的生成铝配合物的生成内容为内容为“取两支试管，分别加入取两支试管，分别加入1ml1.0moll-1alcl3溶液。（溶液。（1）在一支试）在一支试管中逐滴加入管中逐滴加入6.0moll-1naoh溶液，边滴溶液，边滴加边振荡试管，观

9、察实验现象加边振荡试管，观察实验现象。（。（2）在另）在另一支试管中滴加一支试管中滴加2ml10%nh4f溶液，再滴溶液，再滴加加1ml3.0moll-1nh3h2o溶液，边滴加边振溶液，边滴加边振荡试管，观察实验现象。荡试管，观察实验现象。”v实验化学实验化学的教参对其进行了详细的解读：的教参对其进行了详细的解读：在另一支试管（注：该试管盛有在另一支试管（注：该试管盛有1mol/l 0.1mol/l氯化铝溶液氯化铝溶液)中滴加中滴加2ml 10%氟化铵氟化铵溶液溶液,由于由于al3+6f-=alf63-,溶液中溶液中al3+的浓的浓度减少度减少,再加入再加入1ml 3.0mol/l氨水氨水,

10、振荡试管振荡试管,没有沉淀没有沉淀.v我们的预设我们的预设：实验（：实验（1）表明由于形成了稳）表明由于形成了稳定的定的al(oh)4-离子，原悬浊体系受到破坏，离子，原悬浊体系受到破坏，白色白色al(oh)3转化生成稳定络离子。那么实转化生成稳定络离子。那么实验（验（2）滴加）滴加2ml10%nh4f溶液后，预测溶溶液后，预测溶液应该没有明显变化，因为中学碰到的铵盐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，都可溶的，并且因为生成了稳定的络离子，即使加入即使加入1ml3.0moll-1nh3h2o溶液，溶溶液，溶液也无明显变化，说明络合离子内界稳定，液也无明显

11、变化，说明络合离子内界稳定，氨水无法使其中结合的氨水无法使其中结合的al3+产生沉淀。产生沉淀。v实际现象实际现象 :alcl3中滴加氟化铵立即产生白色细颗粒状沉淀中滴加氟化铵立即产生白色细颗粒状沉淀 alcl3中滴加氟化铵中滴加氟化铵alcl3中滴加氨水中滴加氨水静止后静止后v我们的猜想：我们的猜想：白色细颗粒状沉淀可能为白色细颗粒状沉淀可能为al(oh)3, alf3, (nh4)3alf6我们的探究：我们的探究：从左至右为分别滴加从左至右为分别滴加1mol/l的的hcl 、 naoh 、氨水、氨水在以上已溶解的两支试管中分别滴在以上已溶解的两支试管中分别滴加加naoh 、 hcl 至足量

12、至足量我们的结论我们的结论:v1.该沉淀既能溶于盐酸又能溶于该沉淀既能溶于盐酸又能溶于naoh,所以所以不可能为不可能为alf3v2.溶于盐酸和溶于盐酸和naoh的两支试管分别再滴加的两支试管分别再滴加naoh和盐酸和盐酸,在滴加过程中一直保持澄清在滴加过程中一直保持澄清,所所以不可能为以不可能为al(oh)3。v理论解释理论解释: 所得沉淀为白色细颗粒状沉淀，而所得沉淀为白色细颗粒状沉淀，而al(oh)3为白色胶状沉淀为白色胶状沉淀;alcl3溶液和溶液和nh4f溶溶液均为酸性溶液液均为酸性溶液,不会双水解。不会双水解。v3.该沉淀为该沉淀为(nh4)3alf6v依据依据v(1) (nh4)

13、3alf6为为 白色或类白色的微溶于水的白色或类白色的微溶于水的固体固体v(2)有关方程式：有关方程式：alcl3+6nh4f=(nh4)3alf6+3nh4clv(nh4)3alf6+3hcl=h3alf6+3nh4clv(nh4)3alf6+3naoh=na3alf6+3nh3h2o我们的结论我们的结论:我们的猜想我们的猜想v从以上的实验中我们发现从以上的实验中我们发现na3alf6能溶于水，能溶于水，但资料查阅知冰晶石但资料查阅知冰晶石(na3alf6)白色微溶于水白色微溶于水的晶体，具体溶解度未能查到，因此我们预的晶体，具体溶解度未能查到，因此我们预测以上产生的可能是测以上产生的可能是

14、na3alf6的稀溶液。由此的稀溶液。由此我们在前人研究的基础上也尝试该实验能否我们在前人研究的基础上也尝试该实验能否用用naf （溶于水）饱和溶液代替（溶于水）饱和溶液代替nh4f来达到来达到预设目标。预设目标。进一步探究进一步探究alcl3中加中加naf 又出现了沉淀，又出现了沉淀，脱离了预设脱离了预设v我们的猜想：我们的猜想：该白色沉淀可能为：该白色沉淀可能为：val(oh)3、alf3或或na3alf6alcl3中加中加naf后的混合物分成三支试管，后的混合物分成三支试管，分别加氨水、分别加氨水、naoh、hcl 在变澄清的两支中依次加在变澄清的两支中依次加hcl、naoh继续加继续加

15、hcl、naoh至过量至过量我们的结论：我们的结论：v根据该沉淀既能溶于盐酸有能溶于根据该沉淀既能溶于盐酸有能溶于naoh，溶解后分别加溶解后分别加naoh和盐酸从少量到过量先和盐酸从少量到过量先沉淀后溶解，所以沉淀后溶解，所以alcl3与与naf产生的沉淀应产生的沉淀应该是该是al（oh）3。v理论解释：理论解释：alcl3与与naf双水解，当加入过量双水解，当加入过量的的naf（显碱性）产生了沉淀（显碱性）产生了沉淀al（oh）3。v对该实验的再反思：对该实验的再反思：不管用不管用nh4f还是用还是用naf都不能都不能达到预期的目标，实验的结果脱离了课程专家和我达到预期的目标，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。的错误构建，从而也失去了很好的实验探究的机会。我们对该实验的我们对该实验的 看法是尊重实验事实，创造性地用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教材，而不是教教材，把该课设计为一节真正的 实实验探究