《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(jìn)入化學(xué)課堂 鋁及其化合物的性質(zhì) 2009226 實(shí)驗(yàn)1 鋁與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn)原理 由于鋁表面有一層致密的氧化膜的保護(hù) 所以鋁不易在空氣中燃燒 因此可考慮去保護(hù)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(shí)驗(yàn)注意點(diǎn) 2 使用前先用砂紙均勻打磨 5 伸入時(shí)間 使火焰包圍住鋁片 火柴快要燃盡時(shí) 4 氧氣制取 原料 雙氧水 MnO2 量要多一點(diǎn) 集氣瓶 250ml收集 排水法 實(shí)驗(yàn)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?jiān)诳諝庵腥紵椿鹦撬纳?放到純氧中燃燒更加劇烈 實(shí)驗(yàn)2 鋁表面氧化膜的實(shí)驗(yàn)探究 本實(shí)驗(yàn)的目的是希望通過(guò)四個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)到鋁表面氧化膜的存在 與硫酸銅反應(yīng)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(shí)可采取加熱措施 看到氣泡后還要繼續(xù)反應(yīng) 2 用濃硝酸鈍化鋁片的時(shí)間要3分鐘以上 教參對(duì)該實(shí)驗(yàn)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(lái)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(shí)間內(nèi)無(wú)明顯變化 而我們做出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象卻是 半小時(shí) 2小時(shí) 3小時(shí) 24小時(shí) 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(jiàn)不管有沒(méi)有氧化膜的鋁片與硫酸銅反應(yīng)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(huì)抑制鋁表面氧化膜的破壞 有人曾對(duì)此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究和理論解釋 胡明盛 鋁與銅鹽溶液反應(yīng)的研究和建議 化學(xué)教育 2006 8 53 55 我們把硫酸銅的濃度提高到1 0mol L 短時(shí)間內(nèi)也未見(jiàn)明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 如此慢的速率無(wú)論是作為教師的演示實(shí)驗(yàn)還是學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)都不是很妥當(dāng) 我們的思考 能否既能使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯又能讓學(xué)生體驗(yàn)到鋁表面氧化膜的存在 理論依據(jù) 書(shū)本p20 當(dāng)有氯離子存在時(shí) 鋁表面的氧化膜易被破壞 Cl 對(duì)鋁表面氧化膜的破壞作用詳見(jiàn)林美鳳 鋁與酸堿反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探索及理論研究 化學(xué)教育 2001 12 我們的探究在反應(yīng)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(yīng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)化學(xué) 的教參對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)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(méi)有沉淀 我們的預(yù)設(shè) 實(shí)驗(yàn) 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(luò)離子 那么實(shí)驗(yàn) 2 滴加2mL10 NH4F溶液后 預(yù)測(cè)溶液應(yīng)該沒(méi)有明顯變化 因?yàn)橹袑W(xué)碰到的銨鹽都可溶的 并且因?yàn)樯闪朔€(wěn)定的絡(luò)離子 即使加入1mL3 0mol L 1NH3 H2O溶液 溶液也無(wú)明顯變化 說(shuō)明絡(luò)合離子內(nèi)界穩(wěn)定 氨水無(wú)法使其中結(jié)合的Al3 產(chǎn)生沉淀 實(shí)際現(xiàn)象 AlCl3中滴加氟化銨立即產(chǎn)生白色細(xì)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(xì)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(guò)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(xì)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(huì)雙水解 3 該沉淀為 NH4 3AlF6依據(jù) 1 NH4 3AlF6為白色或類(lèi)白色的微溶于水的固體 2 有關(guān)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(shí)驗(yàn)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(yù)測(cè)以上產(chǎn)生的可能是Na3AlF6的稀溶液 由此我們?cè)谇叭搜芯康幕A(chǔ)上也嘗試該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裼肗aF 溶于水 飽和溶液代替NH4F來(lái)達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo) 進(jìn)一步探究 AlCl3中加NaF 又出現(xiàn)了沉淀 脫離了預(yù)設(shè) 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(guò)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(guò)量先沉淀后溶解 所以AlCl3與NaF產(chǎn)生的沉淀應(yīng)該是Al OH 3 理論解釋 AlCl3與NaF雙水解 當(dāng)加入過(guò)量的NaF 顯堿性 產(chǎn)生了沉淀Al OH 3 對(duì)該實(shí)驗(yàn)的再反思 不管用NH4F還是用NaF都不能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo) 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果脫離了課程專(zhuān)家和我們的預(yù)設(shè) 對(duì)此 很多老師的做法是認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 導(dǎo)致學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的錯(cuò)誤構(gòu)建 從而也失去了很好的實(shí)驗(yàn)探究的機(jī)會(huì) 我們對(duì)該實(shí)驗(yàn)的看法是尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí) 創(chuàng)造性地用教材 而不是教教材 把該課設(shè)計(jì)為一節(jié)真正的實(shí)驗(yàn)探究課 通過(guò)師生的共同探究 資料查閱去完成對(duì)鋁絡(luò)合物的知識(shí)構(gòu)建 在問(wèn)題的解決和爭(zhēng)議中真正體驗(yàn)到探究的樂(lè)趣 第一天 第二天 第三天 實(shí)驗(yàn)4 培養(yǎng)明礬晶體 第四天 1 最佳實(shí)驗(yàn)條件的探究2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明時(shí)的改進(jìn)3 對(duì)異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋和探究4 課堂實(shí)驗(yàn)與家庭實(shí)驗(yàn)的整合 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