高中化學 專題2 課題1《鋁及其化合物的性質》課件 蘇教版選修6

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1、鋁及其化合物的性質鋁及其化合物的性質實驗實驗1.鋁與氧氣反應的實驗探究鋁與氧氣反應的實驗探究實驗原理：由于鋁表面有一層致密的氧化膜的實驗原理：由于鋁表面有一層致密的氧化膜的保護保護,所以鋁不易在空氣中燃燒。因此可考慮所以鋁不易在空氣中燃燒。因此可考慮去保護膜、增加氧氣的濃度、增大鋁的接觸面去保護膜、增加氧氣的濃度、增大鋁的接觸面積積等方法使鋁能在氧氣中燃燒。等方法使鋁能在氧氣中燃燒。 1、鋁片的大?。?、鋁片的大小：0.1mm0.3cm10cm探究探究1：鋁片在純氧中燃燒：鋁片在純氧中燃燒3、纏繞方式：兩頭纏緊，中間要松、纏繞方式：兩頭纏緊，中間要松實驗注意點：實驗注意點：2、使用前先用砂紙均勻

2、打磨、使用前先用砂紙均勻打磨5、伸入時間：使火焰包圍住鋁片，火柴快要燃盡時、伸入時間：使火焰包圍住鋁片，火柴快要燃盡時4、氧氣制?。?、氧氣制?。涸希弘p氧水，原料：雙氧水，MnO2（量要多一點）（量要多一點）集氣瓶：集氣瓶：250ml收集：排水法收集：排水法 實驗現(xiàn)象：耀眼的白光實驗現(xiàn)象：耀眼的白光在一小片濾紙條上均勻地涂上一層鋁粉在一小片濾紙條上均勻地涂上一層鋁粉探究探究2：鋁粉在純氧中燃燒：鋁粉在純氧中燃燒現(xiàn)象：涂有鋁粉的濾紙在空氣中燃燒即火星現(xiàn)象：涂有鋁粉的濾紙在空氣中燃燒即火星四射，放到純氧中燃燒更加劇烈四射，放到純氧中燃燒更加劇烈實驗實驗2:鋁表面氧化膜的實驗探究鋁表面氧化膜的實驗探

3、究 本實驗的目的是希望通過四個對比實驗本實驗的目的是希望通過四個對比實驗讓學生體驗到鋁表面氧化膜的存在。與硫酸讓學生體驗到鋁表面氧化膜的存在。與硫酸銅反應的鋁片分別是用銅反應的鋁片分別是用砂紙除去氧化膜的鋁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。硝酸鈍化的鋁片。注意：注意：1、用氫氧化鈉溶液洗鋁片時可采取加、用氫氧化鈉溶液洗鋁片時可采取加熱措施，看到氣泡后還要繼續(xù)反應。熱措施，看到氣泡后還要繼續(xù)反應。2、用濃硝酸鈍化鋁片的時間要、用濃硝酸鈍化鋁片的時

4、間要3分鐘以上分鐘以上 教參對該實驗現(xiàn)象的描述是：用砂紙除去氧化膜的鋁片、教參對該實驗現(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用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜的鋁片在放入0.5mol/L 20ml的的 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，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，接下來鋁片又產生大量氣泡，溶液溫度迅速升高。而未除氧接下來鋁片又產生大量氣泡，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間內無明顯變化。化膜和鈍化處理的鋁片在短時間內無明顯變化。而我們做出而我們做出的實驗現(xiàn)象卻是：的實驗現(xiàn)象卻是：半小時半小時2小時小時3小時

5、小時24小時左到右依次左到右依次為：砂紙除為：砂紙除去氧化膜的去氧化膜的鋁片、未采鋁片、未采取去膜處理取去膜處理的的 鋁片、用鋁片、用氫氧化鈉溶氫氧化鈉溶液洗去氧化液洗去氧化膜的鋁片、膜的鋁片、 先用砂紙打先用砂紙打磨再用濃硝磨再用濃硝酸鈍化的鋁酸鈍化的鋁片。片。我們的疑惑：我們的疑惑： 可見不管有沒有氧化膜的鋁片與硫酸銅反應都非常的慢，可見不管有沒有氧化膜的鋁片與硫酸銅反應都非常的慢，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底除去,硫酸根會抑制鋁表面氧化膜的破壞，有人曾對此進行硫酸根會抑制鋁表面氧化膜的破壞，有人曾對此進行

6、了實驗探究和理論解釋了實驗探究和理論解釋(胡明盛胡明盛.鋁與銅鹽溶液反應的研究和建鋁與銅鹽溶液反應的研究和建議，化學教育議，化學教育.2006.8：53-55 )，我們把硫酸銅的濃度提高到，我們把硫酸銅的濃度提高到1.0mol/L，短時間內也未見明顯實驗現(xiàn)象，短時間內也未見明顯實驗現(xiàn)象,如此慢的速率無論如此慢的速率無論是作為教師的演示實驗還是學生的探究實驗都不是很妥當。是作為教師的演示實驗還是學生的探究實驗都不是很妥當。 我們的思考我們的思考：能否既能使實驗現(xiàn)象明顯又能讓學生體驗到鋁：能否既能使實驗現(xiàn)象明顯又能讓學生體驗到鋁表面氧化膜的存在？表面氧化膜的存在？理論依據(jù)：理論依據(jù)：書本書本p20

7、：當有氯離子存在：當有氯離子存在時，鋁表面的氧化膜易被破壞。時，鋁表面的氧化膜易被破壞。（Cl-對鋁表面氧化膜的破壞作用詳見林對鋁表面氧化膜的破壞作用詳見林美鳳美鳳.鋁與酸堿反應的實驗探索及理論研鋁與酸堿反應的實驗探索及理論研究，化學教育究，化學教育.2001.12 ）我們的探究我們的探究在反應液中各加入在反應液中各加入1滴飽和食鹽水滴飽和食鹽水左到右依次為：左到右依次為：砂紙除去氧化膜砂紙除去氧化膜的鋁片、未采取的鋁片、未采取去膜處理的去膜處理的 鋁片、鋁片、用氫氧化鈉溶液用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜的鋁洗去氧化膜的鋁片、片、 先用砂紙打先用砂紙打磨再用濃硝酸鈍磨再用濃硝酸鈍化的鋁片。化的鋁片。

8、我們的我們的 探究探究在反應液中各加入在反應液中各加入1滴飽和滴飽和NA2SO4水溶液水溶液左到右依次為：左到右依次為：砂紙除去氧化膜砂紙除去氧化膜的鋁片、未采取的鋁片、未采取去膜處理的去膜處理的 鋁片、鋁片、用氫氧化鈉溶液用氫氧化鈉溶液洗去氧化膜的鋁洗去氧化膜的鋁片、片、 先用砂紙打先用砂紙打磨再用濃硝酸鈍磨再用濃硝酸鈍化的鋁片?；匿X片。實驗實驗3:鋁配合物的生成鋁配合物的生成內容為內容為“取兩支試管，分別加入取兩支試管，分別加入1mL1.0molL-1AlCl3溶液。（溶液。（1）在一支試）在一支試管中逐滴加入管中逐滴加入6.0molL-1NaOH溶液，邊滴溶液，邊滴加邊振蕩試管，觀察實

9、驗現(xiàn)象加邊振蕩試管，觀察實驗現(xiàn)象。（。（2）在另）在另一支試管中滴加一支試管中滴加2mL10%NH4F溶液，再滴溶液，再滴加加1ml3.0molL-1NH3H2O溶液，邊滴加邊振溶液，邊滴加邊振蕩試管，觀察實驗現(xiàn)象。蕩試管，觀察實驗現(xiàn)象?！?實驗化學實驗化學的教參對其進行了詳細的解讀：在另一支試管的教參對其進行了詳細的解讀：在另一支試管（注：該試管盛有（注：該試管盛有1mol/L 0.1mol/L氯化鋁溶液氯化鋁溶液)中滴加中滴加2ml 10%氟化銨溶液氟化銨溶液,由于由于Al3+6F-=AlF63-,溶液中溶液中Al3+的濃度減的濃度減少少,再加入再加入1mL 3.0mol/L氨水氨水,振蕩

10、試管振蕩試管,沒有沉淀沒有沉淀. 我們的預設我們的預設：實驗（：實驗（1）表明由于形成了穩(wěn)定的）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，白色離子，原懸濁體系受到破壞，白色Al(OH)3轉化生成穩(wěn)定轉化生成穩(wěn)定絡離子。那么實驗（絡離子。那么實驗（2）滴加）滴加2mL10%NH4F溶液后，預測溶液后，預測溶液應該沒有明顯變化，因為中學碰到的銨鹽都可溶的，溶液應該沒有明顯變化，因為中學碰到的銨鹽都可溶的，并且因為生成了穩(wěn)定的絡離子，即使加入并且因為生成了穩(wěn)定的絡離子，即使加入1mL3.0molL-1NH3H2O溶液，溶液也無明顯變化，說明絡合離子內界穩(wěn)溶液，溶液也無明顯變化，說

11、明絡合離子內界穩(wěn)定，氨水無法使其中結合的定，氨水無法使其中結合的Al3+產生沉淀。產生沉淀。 實際現(xiàn)象實際現(xiàn)象 :AlCl3中滴加氟化銨立即產生白色細顆粒狀沉淀中滴加氟化銨立即產生白色細顆粒狀沉淀 AlCl3中滴加氟化銨中滴加氟化銨AlCl3中滴加氨水中滴加氨水靜止后靜止后 我們的猜想：我們的猜想：白色細顆粒狀沉淀可能為白色細顆粒狀沉淀可能為Al(OH)3, AlF3, (NH4)3AlF6我們的探究：我們的探究：從左至右為分別滴加從左至右為分別滴加1mol/L的的HCl 、 NaOH 、氨水、氨水在以上已溶解的兩支試管中分別滴在以上已溶解的兩支試管中分別滴加加NaOH 、 HCl 至足量至足

12、量我們的結論我們的結論: 1.該沉淀既能溶于鹽酸又能溶于該沉淀既能溶于鹽酸又能溶于NaOH,所以不可能為所以不可能為AlF3 2.溶于鹽酸和溶于鹽酸和NaOH的兩支試管分別再滴加的兩支試管分別再滴加NaOH和鹽酸和鹽酸,在在滴加過程中一直保持澄清滴加過程中一直保持澄清,所以不可能為所以不可能為Al(OH)3。 理論解釋理論解釋: 所得沉淀為白色細顆粒狀沉淀，而所得沉淀為白色細顆粒狀沉淀，而Al(OH)3為白色為白色膠狀沉淀膠狀沉淀;AlCl3溶液和溶液和NH4F溶液均為酸性溶液溶液均為酸性溶液,不會雙水解。不會雙水解。 3.該沉淀為該沉淀為(NH4)3AlF6 依據(jù)依據(jù) (1) (NH4)3A

13、lF6為為 白色或類白色的微溶于水的固體白色或類白色的微溶于水的固體 (2)有關方程式：有關方程式：AlCl3+6NH4F=(NH4)3AlF6+3NH4Cl (NH4)3AlF6+3HCl=H3AlF6+3NH4Cl (NH4)3AlF6+3NaOH=Na3AlF6+3NH3H2O我們的結論我們的結論:我們的猜想我們的猜想 從以上的實驗中我們發(fā)現(xiàn)從以上的實驗中我們發(fā)現(xiàn)Na3AlF6能溶于水，但資料查閱知能溶于水，但資料查閱知冰晶石冰晶石(Na3AlF6)白色微溶于水的晶體，具體溶解度未能查白色微溶于水的晶體，具體溶解度未能查到，因此我們預測以上產生的可能是到，因此我們預測以上產生的可能是Na

14、3AlF6的稀溶液。由的稀溶液。由此我們在前人研究的基礎上也嘗試該實驗能否用此我們在前人研究的基礎上也嘗試該實驗能否用NaF （溶于（溶于水）飽和溶液代替水）飽和溶液代替NH4F來達到預設目標。來達到預設目標。進一步探究進一步探究AlCl3中加中加NaF 又出現(xiàn)了沉淀，又出現(xiàn)了沉淀，脫離了預設脫離了預設 我們的猜想：我們的猜想：該白色沉淀可能為：該白色沉淀可能為： Al(OH)3、AlF3或或Na3AlF6AlCl3中加中加NaF后的混合物分成三支試管，后的混合物分成三支試管，分別加氨水、分別加氨水、NaOH、HCl 在變澄清的兩支中依次加在變澄清的兩支中依次加HCl、NaOH繼續(xù)加繼續(xù)加HC

15、l、NaOH至過量至過量我們的結論：我們的結論： 根據(jù)該沉淀既能溶于鹽酸有能溶于根據(jù)該沉淀既能溶于鹽酸有能溶于NaOH，溶解后分別加，溶解后分別加NaOH和鹽酸從少量到過量先沉淀后溶解，所以和鹽酸從少量到過量先沉淀后溶解，所以AlCl3與與NaF產生的沉淀應該是產生的沉淀應該是Al（OH）3。 理論解釋：理論解釋：AlCl3與與NaF雙水解，當加入過量的雙水解，當加入過量的NaF（顯堿（顯堿性）產生了沉淀性）產生了沉淀Al（OH）3。 對該實驗的再反思：對該實驗的再反思：不管用不管用NH4F還是用還是用NaF都不能都不能達到預期的目標，實驗的結果脫離了課程專家和我達到預期的目標，實驗的結果脫離

16、了課程專家和我們的預設，對此，很多老師的做法是認為該實驗做們的預設，對此，很多老師的做法是認為該實驗做不成功，只從理論上去講述鋁配合物的穩(wěn)定性，從不成功，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驗現(xiàn)象，導致學生對化學知識而理想化地去描述實驗現(xiàn)象，導致學生對化學知識的錯誤構建，從而也失去了很好的實驗探究的機會。的錯誤構建，從而也失去了很好的實驗探究的機會。我們對該實驗的我們對該實驗的 看法是尊重實驗事實，創(chuàng)造性地用看法是尊重實驗事實，創(chuàng)造性地用教材，而不是教教材，把該課設計為一節(jié)真正的教材，而不是教教材，把該課設計為一節(jié)真正的 實實驗探究課，通過師生的共同探究，資料查閱去完成驗探究課，通過師生的共同探究，資料查閱去完成對鋁絡合物的知識構建，在問題的解決和爭議中真對鋁絡合物的知識構建，在問題的解決和爭議中真正體驗到探究的樂趣。正體驗到探究的樂趣。第一天第一天第二天第二天第三天第三天實驗實驗4:培養(yǎng)明礬晶體培養(yǎng)明礬晶體第四天第四天 1、最佳實驗條件的探究、最佳實驗條件的探究 2、實驗現(xiàn)象不明時的改進、實驗現(xiàn)象不明時的改進 3、對異常實驗現(xiàn)象的解釋和探究、對異常實驗現(xiàn)象的解釋和探究 4、課堂實驗與家庭實驗的整合、課堂實驗與家庭實驗的整合