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一课时省公开课一等奖新课获奖课件

铝及其化合物性质1/35试验1.铝与氧气反应试验探究试验原理：因为铝表面有一层致密氧化膜保护,所以铝不易在空气中燃烧。所以可考虑去保护膜、增加氧气浓度、增大铝接触面积等方法使铝能在氧气中燃烧。2/35

1、铝片大小：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，中间要松试验注意点：2、使用前先用砂纸均匀打磨3/355、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搜集：排水法4/35试验现象：刺眼白光5/35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6/35现象：涂有铝粉滤纸在空气中燃烧即火星四射，放到纯氧中燃烧愈加猛烈7/35试验2:铝表面氧化膜试验探究本试验目标是希望经过四个对比试验让学生体验到铝表面氧化膜存在。与硫酸铜反应铝片分别是用砂纸除去氧化膜铝片、用氢氧化钠溶液洗去氧化膜铝片、未采取去膜处理铝片，先用砂纸打磨再用浓硝酸钝化铝片。注意：1、用氢氧化钠溶液洗铝片时可采取加热办法，看到气泡后还要继续反应。2、用浓硝酸钝化铝片时间要3分钟以上8/35教参对该试验现象描述是：用砂纸除去氧化膜铝片、用氢氧化钠溶液洗去氧化膜铝片在放入0.5mol/L20ml硫酸铜溶液中后，铝片表面很快出现海绵状暗红色物质，接下来铝片又产生大量气泡，溶液温度快速升高。而未除氧化膜和钝化处理铝片在短时间内无显著改变。而我们做出试验现象却是：9/35半小时2小时3小时24小时左到右依次为：砂纸除去氧化膜铝片、未采取去膜处理铝片、用氢氧化钠溶液洗去氧化膜铝片、先用砂纸打磨再用浓硝酸钝化铝片。10/35我们疑惑：

可见不论有没有氧化膜铝片与硫酸铜反应都非常慢，其原因是铝表面氧化膜靠磨擦或用氢氧化钠溶液都极难彻底除去,硫酸根会抑制铝表面氧化膜破坏，有些人曾对此进行了试验探究和理论解释(胡明盛.铝与铜盐溶液反应研究和提议，化学教育..8：53-55)，我们把硫酸铜浓度提升到1.0mol/L，短时间内也未见显著试验现象,如此慢速率不论是作为教师演示试验还是学生探究试验都不是很妥当。11/35我们思索：能否既能使试验现象显著又能让学生体验到铝表面氧化膜存在？12/35理论依据：书本p20：当有氯离子存在时，铝表面氧化膜易被破坏。（Cl-对铝表面氧化膜破坏作用详见林美凤.铝与酸碱反应试验探索及理论研究，化学教育..12）13/35我们探究

在反应液中各加入1滴饱和食盐水左到右依次为：砂纸除去氧化膜铝片、未采取去膜处理铝片、用氢氧化钠溶液洗去氧化膜铝片、先用砂纸打磨再用浓硝酸钝化铝片。14/35我们探究

在反应液中各加入1滴饱和Na2SO4水溶液左到右依次为：砂纸除去氧化膜铝片、未采取去膜处理铝片、用氢氧化钠溶液洗去氧化膜铝片、先用砂纸打磨再用浓硝酸钝化铝片。15/35试验3:铝配合物生成内容为“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，观察试验现象。（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，观察试验现象。”16/35《试验化学》教参对其进行了详细解读：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,因为Al3++6F-==[AlF6]3-,溶液中Al3+浓度降低,再加入1mL3.0mol/L氨水,振荡试管,没有沉淀.17/35我们预设：试验（1）表明因为形成了稳定[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。那么试验（2）滴加2mL10%NH4F溶液后，预测溶液应该没有显著改变，因为中学碰到铵盐都可溶，而且因为生成了稳定络离子，即使加入1mL3.0mol·L-1NH3·H2O溶液，溶液也无显著改变，说明络合离子内界稳定，氨水无法使其中结合Al3+产生沉淀。18/35实际现象:AlCl3中滴加氟化铵马上产生白色细颗粒状沉淀

19/35AlCl3中滴加氟化铵AlCl3中滴加氨水静止后20/35我们猜测：白色细颗粒状沉淀可能为Al(OH)3,AlF3,(NH4)3AlF621/35我们探究：从左至右为分别滴加1mol/LHCl、NaOH、氨水22/35在以上已溶解两支试管中分别滴加NaOH、HCl至足量23/35我们结论: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。24/353.该沉淀为(NH4)3AlF6依据(1)(NH4)3AlF6为白色或类白色微溶于水固体(2)相关方程式：AlCl3+6NH4F=(NH4)3AlF6↓+3NH4Cl(NH4)3AlF6+3HCl=H3AlF6+3NH4Cl(NH4)3AlF6+3NaOH=Na3AlF6+3NH3·H2O我们结论:25/35我们猜测从以上试验中我们发觉Na3AlF6能溶于水，但资料查阅知冰晶石(Na3AlF6)白色微溶于水晶体，详细溶解度未能查到，所以我们预测以上产生可能是Na3AlF6稀溶液。由此我们在前人研究基础上也尝试该试验能否用NaF（溶于水）饱和溶液代替NH4F来到达预设目标。26/35深入探究AlCl3中加NaF

又出现了沉淀，脱离了预设27/35我们猜测：该白色沉淀可能为：Al(OH)3、AlF3或Na3AlF628/35AlCl3中加NaF后混合物分成三支试管，分别加氨水、NaOH、HCl

29/35在变澄清两支中依次加HCl、NaOH30/35继续加HCl、NaOH至过量31/35我们结论：依据该沉淀既能溶于盐酸有能溶于NaOH，溶解后分别加NaOH和盐酸从少许到过量先沉淀后溶解，所以AlCl3与NaF产生沉淀应该是Al（OH）3。理论解释：AlCl3与NaF双水解，当加入过量NaF（显碱性）产生了沉淀Al（OH）3。32/35对该试验再反思：不论用NH4F还是用NaF都不能到达预期目标，试验结果脱离了课程教授和我们预设，对此，很多老师做法是认为该试验做不成功，只从理论上去讲述铝配合物稳定性，从而理想化地去描述试验