高中化學(xué)專題二物質(zhì)性質(zhì)的研究課題1鋁及其化合物的性質(zhì)第一課時(shí)省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)新課獲獎(jiǎng)?wù)n件

鋁及其化合物性質(zhì)1/35試驗(yàn)1.鋁與氧氣反應(yīng)試驗(yàn)探究試驗(yàn)原理：因?yàn)殇X表面有一層致密氧化膜保護(hù),所以鋁不易在空氣中燃燒。所以可考慮去保護(hù)膜、增加氧氣濃度、增大鋁接觸面積等方法使鋁能在氧氣中燃燒。2/35

1、鋁片大?。?.1mm×0.3cm×10cm探究1：鋁片在純氧中燃燒3、纏繞方式：兩頭纏緊，中間要松試驗(yàn)注意點(diǎn)：2、使用前先用砂紙均勻打磨3/355、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?。涸希弘p氧水，MnO2（量要多一點(diǎn)）集氣瓶：250ml搜集：排水法4/35試驗(yàn)現(xiàn)象：刺眼白光5/35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6/35現(xiàn)象：涂有鋁粉濾紙?jiān)诳諝庵腥紵椿鹦撬纳?，放到純氧中燃燒愈加猛?/35試驗(yàn)2:鋁表面氧化膜試驗(yàn)探究本試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是希望經(jīng)過(guò)四個(gè)對(duì)比試驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)到鋁表面氧化膜存在。與硫酸銅反應(yīng)鋁片分別是用砂紙除去氧化膜鋁片、用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜鋁片、未采取去膜處理鋁片，先用砂紙打磨再用濃硝酸鈍化鋁片。注意：1、用氫氧化鈉溶液洗鋁片時(shí)可采取加熱辦法，看到氣泡后還要繼續(xù)反應(yīng)。2、用濃硝酸鈍化鋁片時(shí)間要3分鐘以上8/35教參對(duì)該試驗(yàn)現(xiàn)象描述是：用砂紙除去氧化膜鋁片、用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜鋁片在放入0.5mol/L20ml硫酸銅溶液中后，鋁片表面很快出現(xiàn)海綿狀暗紅色物質(zhì)，接下來(lái)鋁片又產(chǎn)生大量氣泡，溶液溫度快速升高。而未除氧化膜和鈍化處理鋁片在短時(shí)間內(nèi)無(wú)顯著改變。而我們做出試驗(yàn)現(xiàn)象卻是：9/35半小時(shí)2小時(shí)3小時(shí)24小時(shí)左到右依次為：砂紙除去氧化膜鋁片、未采取去膜處理鋁片、用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜鋁片、先用砂紙打磨再用濃硝酸鈍化鋁片。10/35我們疑惑：

可見(jiàn)不論有沒(méi)有氧化膜鋁片與硫酸銅反應(yīng)都非常慢，其原因是鋁表面氧化膜靠磨擦或用氫氧化鈉溶液都極難徹底除去,硫酸根會(huì)抑制鋁表面氧化膜破壞，有些人曾對(duì)此進(jìn)行了試驗(yàn)探究和理論解釋(胡明盛.鋁與銅鹽溶液反應(yīng)研究和提議，化學(xué)教育..8：53-55)，我們把硫酸銅濃度提升到1.0mol/L，短時(shí)間內(nèi)也未見(jiàn)顯著試驗(yàn)現(xiàn)象,如此慢速率不論是作為教師演示試驗(yàn)還是學(xué)生探究試驗(yàn)都不是很妥當(dāng)。11/35我們思索：能否既能使試驗(yàn)現(xiàn)象顯著又能讓學(xué)生體驗(yàn)到鋁表面氧化膜存在？12/35理論依據(jù)：書(shū)本p20：當(dāng)有氯離子存在時(shí)，鋁表面氧化膜易被破壞。（Cl-對(duì)鋁表面氧化膜破壞作用詳見(jiàn)林美鳳.鋁與酸堿反應(yīng)試驗(yàn)探索及理論研究，化學(xué)教育..12）13/35我們探究

在反應(yīng)液中各加入1滴飽和食鹽水左到右依次為：砂紙除去氧化膜鋁片、未采取去膜處理鋁片、用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜鋁片、先用砂紙打磨再用濃硝酸鈍化鋁片。14/35我們探究

在反應(yīng)液中各加入1滴飽和Na2SO4水溶液左到右依次為：砂紙除去氧化膜鋁片、未采取去膜處理鋁片、用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜鋁片、先用砂紙打磨再用濃硝酸鈍化鋁片。15/35試驗(yàn)3:鋁配合物生成內(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，觀察試驗(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，觀察試驗(yàn)現(xiàn)象?！?6/35《試驗(yàn)化學(xué)》教參對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)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,因?yàn)锳l3++6F-==[AlF6]3-,溶液中Al3+濃度降低,再加入1mL3.0mol/L氨水,振蕩試管,沒(méi)有沉淀.17/35我們預(yù)設(shè)：試驗(yàn)（1）表明因?yàn)樾纬闪朔€(wěn)定[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。那么試驗(yàn)（2）滴加2mL10%NH4F溶液后，預(yù)測(cè)溶液應(yīng)該沒(méi)有顯著改變，因?yàn)橹袑W(xué)碰到銨鹽都可溶，而且因?yàn)樯闪朔€(wěn)定絡(luò)離子，即使加入1mL3.0mol·L-1NH3·H2O溶液，溶液也無(wú)顯著改變，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Al3+產(chǎn)生沉淀。18/35實(shí)際現(xiàn)象:AlCl3中滴加氟化銨馬上產(chǎn)生白色細(xì)顆粒狀沉淀

19/35AlCl3中滴加氟化銨AlCl3中滴加氨水靜止后20/35我們猜測(cè)：白色細(xì)顆粒狀沉淀可能為Al(OH)3,AlF3,(NH4)3AlF621/35我們探究：從左至右為分別滴加1mol/LHCl、NaOH、氨水22/35在以上已溶解兩支試管中分別滴加NaOH、HCl至足量23/35我們結(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。24/353.該沉淀為(NH4)3AlF6依據(jù)(1)(NH4)3AlF6為白色或類白色微溶于水固體(2)相關(guān)方程式：AlCl3+6NH4F=(NH4)3AlF6↓+3NH4Cl(NH4)3AlF6+3HCl=H3AlF6+3NH4Cl(NH4)3AlF6+3NaOH=Na3AlF6+3NH3·H2O我們結(jié)論:25/35我們猜測(cè)從以上試驗(yàn)中我們發(fā)覺(jué)Na3AlF6能溶于水，但資料查閱知冰晶石(Na3AlF6)白色微溶于水晶體，詳細(xì)溶解度未能查到，所以我們預(yù)測(cè)以上產(chǎn)生可能是Na3AlF6稀溶液。由此我們?cè)谇叭搜芯炕A(chǔ)上也嘗試該試驗(yàn)?zāi)芊裼肗aF（溶于水）飽和溶液代替NH4F來(lái)到達(dá)預(yù)設(shè)目標(biāo)。26/35深入探究AlCl3中加NaF

又出現(xiàn)了沉淀，脫離了預(yù)設(shè)27/35我們猜測(cè)：該白色沉淀可能為：Al(OH)3、AlF3或Na3AlF628/35AlCl3中加NaF后混合物分成三支試管，分別加氨水、NaOH、HCl

29/35在變澄清兩支中依次加HCl、NaOH30/35繼續(xù)加HCl、NaOH至過(guò)量31/35我們結(jié)論：依據(jù)該沉淀既能溶于鹽酸有能溶于NaOH，溶解后分別加NaOH和鹽酸從少許到過(guò)量先沉淀后溶解，所以AlCl3與NaF產(chǎn)生沉淀應(yīng)該是Al（OH）3。理論解釋：AlCl3與NaF雙水解，當(dāng)加入過(guò)量NaF（顯堿性）產(chǎn)生了沉淀Al（OH）3。32/35對(duì)該試驗(yàn)再反思：不論用NH4F還是用NaF都不能到達(dá)預(yù)期目標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果脫離了課程教授和我們預(yù)設(shè)，對(duì)此，很多老師做法是認(rèn)為該試驗(yàn)做不成功，只從理論上去講述鋁配合物穩(wěn)定性，從而理想化地去描述試驗(yàn)