中学化学中有关铝的实验效果不明揭秘

摘要：中学#21270;学中，有关铝的实验很不明显，#38271;期以来困扰着教学一线实验工作者#12290;笔者通过在教学实践中不懈#30340;探索和努力，经过一系列实验#65292;终于揭开了其中的奥秘；除去#38109;片（丝、箔）表面#30340;氧化模是做好铝的性质实#39564;的关键；将通过浓的氢氧#21270;钠处理的铝片（丝、箔）来做铝#30340;性质实验效果很好，#23436;全能达到教材所述的理想效果。
关键词：铝#30340;实验 效果不#26126; 系列实验 揭秘#12288;　
　　中学#21270;学中，有关铝的实验效果很不明#26174;，长期以来困扰着#25105;们这些实验工作者，通过#19981;懈的探索和努力，#32456;于揭开了其中的奥秘。
　　在人#25945;版九年级化学(下册)#31532;八单元课题2“金属#30340;化学性质”中，关于金属铝#26377;这样一段描述：铝在空气中与氧气#21453;应，其表面生成一#23618;致密的氧化铝(Al2O3)薄膜，从而阻止#38109;进一步氧化，因此，铝具有很好#30340;抗腐蚀性能。从上段话中可以#24471;到如下启示：1、铝的化#23398;性质很活泼，在常温下就能与空#27668;中的氧气反应，生成氧化铝。4Al 3O2=2Al2O3 2#12289;氧化铝是致密而坚固的，#33268;密的程度如何呢？ 3、如果用铝与其它物质#21457;生化学反应，铝表面上的#27687;化膜会影响甚至会阻#27490;反应的进行，怎么办#21602;？这就是我们需要解决#30340;问题。
　　在人教#29256;的化学九年级下册第11页中，有这样一个探究实验#65306;把一根用砂纸打磨过#30340;铝丝浸入硫酸铜溶液#20013;，过一会儿取出，观察，有什#20040;现象发生？从理论上讲，这个#23454;验很容易成功的，不#23601;是一个置换发应吗#65311;而在实验操作中却很感意#22806;。实验过程：(1)、反应#21407;理：2Al 3CuSO4=Al2(SO4)3 3Cu (2)、实验步骤：a、用砂#32440;反复打磨铝丝，直到光#20142;，确信已除掉氧化铝薄膜。b#12289;将铝丝插入装有质量分数为2%的#30827;酸铜溶液的试管中#12290;c、现象：依稀可以观#23519;到有极少量的红色物质附着铝丝上#65292;溶液的蓝色变化很不明#26174;：。这与理论上的#32467;论相差太大了，什么原因呢？#26159;铝不纯，还是铝表面的氧#21270;膜未除净？还是硫#37240;铜溶液有问题？于是我又做#20102;另一个实验：将用砂纸打靡过#30340;光亮的铁丝浸入装有硫酸铜溶#28082;的试管中，观察到：#38081;丝表面有红色物质析#20986;并覆盖在铁丝上，溶液由蓝#33394;逐渐变为浅绿色。反应原理：Fe CuSO4=Cu FeSO4这个实验说明了硫酸铜溶液#27809;有问题，那么问题一#23450;是出在铝丝上。
　　人#25945;版高一化学第一章第#19977;节“化学反应中的能量变化”有#36825;样一个实验：[实验1-3]在一支试管里加#20837;几小块铝片，再加入5ml盐酸#65292;当反应进行到有大量#27668;泡产生时，用手触摸试管外壁，并#29992;温度计测量溶液的温度变化#12290;第五章第二节“元素#21608;期律”又有这样一#20010;实验：[实验5-2]取一小#29255;铝和一小段镁带，#29992;砂纸擦去表面的氧化膜，分别#25918;入两支试管，再各加入2ml 1mol/L盐酸，观察发#29983;的现象。“[实验3-1]”重在#38109;与盐酸反应的剧烈程#24230;，通过用手触摸试管外壁#21644;通过温度计测量溶液的温度，#30452;观地感受到和观察到化学反应前后#28201;度的较大变化，从而#24471;到在化学反应中确实#23384;在能量变化。而在实验过程中#36890;过用砂纸打磨过的铝片与3mol/L的盐酸反应#30340;温度变化需要在30min后才能观察到，#24182;且温度变化不很明显#65292;大约从室温可以上升到35℃#24038;右。时间长，效果差，还不如铁#19982;盐酸的反应剧烈。2Al 6HCl=2AlCl3 3h3↑ Fe 2HCl=FeCl2 h3↑“[实验5-2]”重在比较镁、铝与盐#37240;反映的剧烈程度，从而对比两#32773;的金属性强弱。在实验过程中#65292;镁带与盐酸反应非常剧#28872;，有大量的气泡产生，同时放#20986;大量的热。而铝与#30416;酸反应只有少量的气泡附着在#38109;片上。从金属活动性强弱来讲，#38109;仅次于镁，而从实验现#35937;上看，铝的金属性却比#38209;相差甚远，原因何#22312;呢？
　　人教版#39640;二化学第四章第一节有“铝箔的燃#28903;”这个实验。[实验4-1]把2cm×5cm的#34180;铝箔卷成筒状，内部裹一纸#29255;，铝箔的一端固定在粗铁丝#19978;，点燃纸片，立即伸入盛有氧#27668;的集气瓶中（集气瓶底部要#25918;一些细沙），观察现象。在#20855;体的实验过程中用#30722;纸反复打磨过的铝箔却不能在氧#27668;中燃烧，分析其原#22240;大致有两点：1、铝箔的氧化#33180;未除净。2、未达到铝#31636;的燃点。 转贴#20110; 免费论#25991;下载中心
　　上述几#20010;实验都有一个共同的问题#65292;是不是铝表面的氧化膜未除#20928;而影响了实验效果#21602;？那么又如何除去铝表面的#27687;化膜呢？前面这几个实验用了两个#26041;法：1、用砂纸反复#25171;磨。由于氧化铝是#33268;密而又坚固的，这个方法#26159;费力而不讨好。2、在盐酸中浸泡#12290;Al2O3 6HCl=2AlCl3 3h3O从上面的[实验3-1]和[实验5-2]中#21487;知：在盐酸中浸泡时间长，#25928;果差，这两种方法都不可取。大家#30693;道，Al2O3是两性氧化物#65292;既可以与酸反应，也可#20197;与强碱反应Al2O3 2NaOH=2NaAlO2 h3O如果将铝片#65288;丝）放入NaOH溶液中浸泡，效#26524;又如何呢？通过反复#23454;验，终于找到一个切实#21487;行的好办法，步骤#22914;下：1、将铝片（丝、箔#65289;投入装有NaOH浓#28342;液（质量分数为30%，摩#23572;浓度为6mol/L）的烧杯中浸#27873;，直到大量气泡产生为#27490;，浸泡时间约为10-12min。反应原理：（1）Al2O3 2NaOH=2NaAlO2 h3O（2）2Al=2NaOH=2h3O=2NaAlO2 3h3↑因为铝#34920;面的氧化膜与氢氧化#38048;反应后，里面的铝#20063;会与强碱溶液发生反应，生#25104;氢气。当有大量氢气产#29983;时，说明铝表面的氧化膜已基本#38500;净。2、保存方法：将除去氧化#33180;的铝片（丝、箔）浸泡在装有煮沸#24182;冷却后的蒸馏水（125ml）的广口瓶中，并在蒸#39311;水中滴入2-4滴#31232;硫酸，防止铝片氧化#12290;将通过浓的氢氧化钠溶液处#29702;过的铝片（丝、箔）来重做上#38754;的几个实验，效果很好，完全#33021;够达到书上讲的理想效果。由此#21487;见，如何除去铝片（#19997;、箔）表面的氧化膜，#26159;做好关于铝的性质实验的关键。
　　#22312;上述铝丝与硫酸铜溶液的反#24212;中，可以观察到：有大量的红#33394;物质附着在铝丝表面，溶液的蓝#33394;逐渐变成无色。“[实验3-1]”铝与盐酸的反应中，可#20197;观察到，约4分钟后，反应#36234;来越剧烈，试管内#26377;大量气泡产生，铝片的碎屑在#27668;泡中上下翻滚，温#24230;计的指示温度可到达100#8451;左右，用手触摸试管外#22721;，很烫，这样的剧烈#21453;应可持续4分钟左右。而“[实验5-2]”镁、铝与盐酸的反应#20013;，观察到两支试管中都有大量的气#27873;产生，而镁与盐酸#30340;反应要比铝与盐酸反应剧烈，#20294;差距没有那么明显#65292;正说明了铝的金属性仅次于#38209;。
　　我想重点谈一下“铝箔的#29123;烧”实验。要做成功这个实验，#20165;仅是除掉铝箔表面的氧化膜是不#22815;的，教材上是将铝箔#21367;成筒状，内裹一纸片，通过点燃#32440;片来引燃铝箔，实#39564;的成功率很低。因为纸片#29123;烧放出的热量很难#36798;到铝箔的燃点。我是这样改#36827;的：1、在空气中#65292;用酒精灯火焰去点用氢氧#21270;钠溶液处理过的铝箔，结果点不燃#12290;2、将用砂纸打磨过的镁带#38262;嵌在用浓氢氧化钠溶液处理过的铝#31636;的尾端，铝箔的另一端固定在粗#38081;丝上。(镁带长2cm，铝箔的#22823;小为2cm×5cm)。3、在空气中点燃镁带，当#38209;带燃烧到与铝箔的镶嵌处时#65292;立即伸入盛有氧气的集气瓶中（集#27668;瓶底部要装入一些细砂）。#35266;察到的现象：铝箔#22312;氧气中剧烈燃烧，放出#22823;量的热和发出耀眼的白光，反#24212;生成的白色的Al2O3飞溅在集气瓶底的细#27801;上和瓶壁上。实验改进后#30340;优点：1、铝箔在空#27668;中不能直接点燃，而#38209;带在空气中能直接点燃，说明#20102;镁的金属活动性比#38109;强。2、镁带燃烧放出的大量热#37327;完全能够达到铝箔在氧气中#30340;燃点，使铝箔在集气瓶#20013;剧烈燃烧。3、实验的成功率可达100%。 免费论文下载中心