1、物質(zhì)性質(zhì)的研究第二課時(shí),教學(xué)目標(biāo),1、認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)與研究化學(xué)中的作用 2、具有安全意識(shí)，能順利完成化學(xué)實(shí)驗(yàn) 3、能發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和生產(chǎn)、生活中有意義的化學(xué)問題，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究 4、能根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)解決化學(xué)問題的實(shí)驗(yàn)方案，并予以評(píng)價(jià)和優(yōu)化,實(shí)驗(yàn)一、鋁與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究,1、2Al+3/2O2=Al2O3 rG0=-1582kJ/mol Mg+1/2O2=MgO rG0=-569.4kJ/mol 3Fe+2O2=Fe3O4 rG0=-1015kJ/mol,2、在金屬活動(dòng)順序表中,金屬活動(dòng)性:MgAlFe,實(shí)驗(yàn)一、鋁與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究,3、鎂、鋁和鐵三種元素的電離勢數(shù)值比較 第電離勢 第電離勢

2、 第電離勢Mg 7.646eV 15.035eV Al 5.986eV 18.828eV 28.447eV Fe 7.870eV 16.18eV 30.651eV,從金屬活動(dòng)順序表和rG0(0)數(shù)值看,”鋁與氧氣”這個(gè)自發(fā)反應(yīng)最容易發(fā)生. 從離子勢數(shù)值看,”鋁與氧氣反應(yīng)”要比”鐵與氧氣反應(yīng)”稍容易. 但實(shí)際上鋁在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)最不容易成功. 這是為什么呢,第一:鋁是活潑金屬，在空氣中能與氧氣生成一種致密的氧化鋁保護(hù)層，使氧氣不能繼續(xù)與鋁發(fā)生反應(yīng)，不采取任何擦除氧化鋁保護(hù)層措施而直接進(jìn)行點(diǎn)火，必定是鋁難于燃燒。 氧化鎂薄膜和氧化鐵薄膜可能都不如氧化鋁薄膜更致密,不能阻止金屬與氧氣的接觸,因此金屬

3、鎂和金屬鐵更容易在氧氣中燃燒.,鋁在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)不容易成功原因,第二:氧氣的濃度偏低或氧氣的量不足而導(dǎo)致燃燒現(xiàn)象不明顯。 一是集氣瓶中收集到氧氣的濃度偏低,不能引起鋁與氧氣的充分反應(yīng); 二是繞有火柴的鋁箔,若過早伸入集氣瓶中,火柴燃燒會(huì)消耗大量的氧氣,致使氧氣濃度降低而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗; 三是集氣瓶容積小而導(dǎo)致氧氣量不足或者鋁箔太多反應(yīng)不充分.,鋁在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)不容易成功原因,鋁在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)不容易成功原因,案例：標(biāo)號(hào)125mL集氣瓶中充滿氧氣，5cm2cm鋁箔，實(shí)驗(yàn)?zāi)艹晒Α?原因分析（假設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行該反應(yīng)） 5cm2cm鋁箔質(zhì)量約125mg ;標(biāo)號(hào)125mL集氣瓶實(shí)際裝有氧氣140m

4、L，n（O2）=14022400=0.00625mol；該氧氣最多能消耗的鋁箔質(zhì)量是：（0.00625274）3=0.225g=225mg.因?yàn)?25mg 125mg ，所以反應(yīng)能成功進(jìn)行。,啟示：本實(shí)驗(yàn)不僅要關(guān)注鋁箔的大小和形狀，還要關(guān)注集氣瓶的容積。,第三:鋁箔與氧氣的接觸面積太少. 一是沒有掌握好鋁箔的厚度，過厚的鋁箔在一定程度上減少了單質(zhì)鋁與氧氣的接觸 。 二是鋁箔與火柴梗的纏繞方式不正確導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)難以成功。A圖鋁箔與氧氣接觸面積小,另外火柴不能充分燃燒,不能達(dá)到鋁的著火點(diǎn),難以引發(fā)鋁箔燃燒.B圖和C圖正確.,鋁在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)不容易成功原因,實(shí)驗(yàn)一的注意事項(xiàng):集氣瓶中氧氣濃度要盡可能大

5、,最好采用排水集氣法收集氧氣.選擇容積較大的集氣瓶作為反應(yīng)器.(體積與鋁質(zhì)量關(guān)系)鋁箔以螺旋狀繞緊一根火柴.待火柴燒到2/3以后，火焰能“包圍” 鋁條時(shí)，再迅速將鋁條伸進(jìn)集氣瓶中；鋁條不能太早或太遲伸入集氣瓶；可以用H2O2溶液與MnO2粉末混合直接在集氣瓶中制O2。(一定要氧氣純度足夠大才開始實(shí)驗(yàn)),方法1：在集氣瓶里放少許30%的雙氧水，準(zhǔn)備少許二氧化錳在實(shí)驗(yàn)時(shí)投入集氣瓶；這樣在實(shí)驗(yàn)前就不需要制備和儲(chǔ)存氧氣，保證在實(shí)驗(yàn)時(shí)有氧可用。,方法2：鋁箔在氧氣中很難燃燒起來，這里用鋁粉代替鋁箔實(shí)驗(yàn)：用脫脂棉或者直接用方便易得的紙巾沾上少許鋁粉，用坩堝鉗夾住在空氣里加熱之，就可以看到火星四射！此時(shí)迅速

6、將二氧化錳投入盛有雙氧水的集氣瓶里，同時(shí)將沾有鋁粉的棉花或紙巾伸入集氣瓶，可以看見鋁在氧氣里劇烈的燃燒，現(xiàn)象明顯，操作簡便！,介紹另外三種“鋁在氧氣中燃燒”實(shí)驗(yàn),介紹另外三種“鋁在氧氣中燃燒”實(shí)驗(yàn),方法3：在石棉板的中央放上2克干燥的過氧化鈉，堆成小丘狀將鋁粉撒在過氧化鈉上面，使它完全覆蓋過氧化鈉并呈薄薄的一層然后用噴水器向小堆上均勻地噴上水霧，使過氧化鈉剛潤濕為止過氧化鈉跟水反應(yīng)產(chǎn)生氧氣并放出熱量，會(huì)使鋁粉著火燃燒 。,實(shí)驗(yàn)二:鋁表面氧化膜的實(shí)驗(yàn)探究,第一，硫酸銅溶液的濃度要小，最好不要超過課本規(guī)定的0.5mol.L-1。,原因：硫酸銅溶液水解顯酸性。若濃度過大時(shí)，酸性太強(qiáng)，鋁片表面的氧化膜

7、被溶解，與編者的設(shè)計(jì)意圖相悖。,看似簡單但容易失敗的是第21頁步驟（3）：將一塊未擦去氧化膜的鋁片放入20mL0.5mol.L-1CuSO4溶液中，觀察鋁片表面的現(xiàn)象。,實(shí)驗(yàn)二:鋁表面氧化膜的實(shí)驗(yàn)探究,第二，選擇氧化膜完美無損的鋁片做實(shí)驗(yàn)。,原因：如果鋁片表面的氧化膜局部破損，硫酸銅溶液就會(huì)從破損處乘虛而入，與金屬鋁發(fā)生置換反應(yīng)，這樣步驟（2）與步驟（3）的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就相似，與編者的設(shè)計(jì)意圖相悖了。,哪些鋁片的氧化膜是完美無損的？長期露置于實(shí)驗(yàn)室中的小塊鋁片或鋁箔。,實(shí)驗(yàn)二的注意事項(xiàng):、CuSO4溶液濃度不要太大。（0.5mol.L-1較合適）。,、選擇氧化膜完美無損的鋁片做實(shí)驗(yàn)的步驟（3）。不

8、選擇新切開的小鋁片。不選擇灼燒成的鋁片。,、鋁片在濃硝酸中鈍化的時(shí)間一定要足夠長久。 因?yàn)橐罁?jù)課本第頁“鈍化12min后”的鋁片，再放在20mL0.5mol.L-1CuSO4溶液中約半小時(shí)后，鋁片表面有明顯的溶解現(xiàn)象，這與編者的編寫意圖不合。,實(shí)驗(yàn)三:鋁配合物的生成,。,最困惑的是第22頁步驟（2）：在另一支試管中（1mLmol.L-1AlCl3溶液）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)前,我對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象猜測是: 無明顯現(xiàn)象. 原因之一:中學(xué)階段的銨鹽均易溶于水,故(NH4)3AlF6也易溶于水. 原因之二:課

9、本第21頁的”信息提示”中有離子方程式:Al3+6F-=AlF63-,實(shí)驗(yàn)三:鋁配合物的生成,。,白色沉淀，呈渾濁狀,我的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 加NH4F溶液后出現(xiàn)白色渾濁，加NH3.H2O溶液后仍為白色渾濁。靜置片刻，試管底部出現(xiàn)白色沉淀。,靜置一段時(shí)間后的沉淀，呈粉末狀,實(shí)驗(yàn)三:鋁配合物的生成,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的幾個(gè)猜想與驗(yàn)證： 猜想之一:會(huì)不會(huì)是試劑NH4F和試劑AlCl3的純度不夠，生成了未知名的白色沉淀.,。,一般不會(huì)，但也不敢百分之百確定。,實(shí)驗(yàn)三:鋁配合物的生成,。,實(shí)驗(yàn)三:鋁配合物的生成,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的幾個(gè)猜想與驗(yàn)證： 猜想之二:白色沉淀會(huì)不會(huì)是（）沉淀？,因?yàn)镹H4F不穩(wěn)定， NH4F受熱分解

10、成和，而與生成，再與溶液作用生成了氫氧化鋁沉淀.,實(shí)驗(yàn)三:鋁配合物的生成,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該白色沉淀是否真的是氫氧化鋁？,把白色沉淀等分成兩份，往其中一份加稀鹽酸，往另一份加氫氧化鈉溶液，結(jié)果白色沉淀都很快溶解。,該白色沉淀很類似于氫氧化鋁的兩性，既能溶解于酸，又能溶解于堿。,實(shí)驗(yàn)三:鋁配合物的生成,氫氧化鋁絮狀沉淀，顆粒較大,六氟鋁酸銨沉淀，顆粒較小，呈粉末狀,能否確定該白色就是氫氧化鋁呢？再看一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。,實(shí)驗(yàn)三:鋁配合物的生成,實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 、該白色沉淀是氫氧化鋁的可能性不大，很可能是六氟鋁酸銨（）。、六氟鋁酸銨是一種溶解性不大的白色固體。、六氟鋁酸鈉和六氟鋁酸的溶解性都大于六氟鋁酸銨。, 磐安

11、縣渠成氟化有限公司企業(yè)首頁 最新供應(yīng) 氟鋁酸銨產(chǎn)品名稱 氟鋁酸銨( (NH4)3AlF6) 氟化鋁銨 分子量 195.00 ，英文名稱 Ammonium Hexafluoroaluminate， Ammonium fluoroaluminate 性狀 白色或淺灰色粉末，微溶于水。,http:/cn.made-in- 產(chǎn)品目錄 化工 農(nóng)藥 殺蟲劑 氟鋁酸銨（氟化鋁銨）Ammonium Fluoroaluminate(Ammonium Aluminate Fluoride)分子式：(NH4)3AIF6：相對(duì)分子質(zhì)量： 195.09：性質(zhì)：白色或淺灰色粉末。微溶于水。用途：用作剎蟲劑，也用于陶瓷、玻璃工業(yè)及鋁纖焊。, 首 頁 產(chǎn)品類別 試劑產(chǎn)品。名 稱：氟鋁酸銨 ; 分子量：195.09 ；性 狀：白色結(jié)晶性粉末，易溶于水，水溶劑能腐蝕玻璃。,實(shí)驗(yàn)三的注意事項(xiàng):、NH4F溶液要略過量，否則加氨水后，試管中剩余的AlCl3溶液會(huì)與氨水作用后產(chǎn)生白色的氫氧化鋁沉淀。,、注意NH4F是無機(jī)毒品，注意安全。,、NaOH