事出有因 說氧化鋁.doc

事出有因 說氧化鋁摘要：闡述高中化學(xué)課堂上學(xué)習(xí)氧化鋁是兩性氧化物，為什么教師都不直接選用實驗室里的氧化鋁進行實驗驗證，而是采用著名的毛刷實驗作為驗證的理由。關(guān)鍵詞：氧化鋁；兩性文章編號：1008-0546（2012）11-0089-01 中圖分類號：g633.8 文獻標(biāo)識碼：bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2012.11.037以氧化鋁為例學(xué)習(xí)兩性氧化物知識是高中化學(xué)一個重要的部分，全國多種教材中都是以直接告知的方式呈現(xiàn)。為了使學(xué)生加深認識氧化鋁的兩性，很多老師都會選用毛刷實驗作為演示實驗。為了理清理由，筆者選擇了中學(xué)實驗室和大學(xué)實驗里的氧化鋁粉末進行了反復(fù)的實驗驗證，實驗結(jié)果：氧化鋁粉末既不與酸反應(yīng)也不與堿反應(yīng)。經(jīng)查閱相關(guān)文獻資料1和實驗驗證，得知事出有因。一、教材比較（1）人教版2 “氧化鋁難溶于水，卻能溶于酸或者強堿溶液中，它溶于堿時，生成物是偏鋁酸鹽和水，因此，氧化鋁是一種兩性氧化物?！盿l2o3+6h+=2al3+3h2o，al2o3+2oh-=2alo2-+h2o。（2）蘇教版3 “將鋁土礦與氫氧化鋁溶液混合，其中的al2o3與naoh發(fā)生反應(yīng)，生成能溶于水的偏鋁酸鈉。在一定條件下，氧化鋁也可以與酸反應(yīng)。我們把既與酸又與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物稱為兩性氧化物?！盿l2o3+2naoh=2naalo2+h2o，al2o3+3h2so4=al2（so4）3+h2o。課后討論中有：剛玉的主要成分是-al2o3的內(nèi)容。（3）滬科版4 “氫氧化鋁能分別于強酸和強堿溶液反應(yīng)，是兩性物質(zhì)?！闭n后討論中設(shè)計題目有：氧化鋁能否溶于強酸和強堿溶液？寫出氫氧化鋁、氧化鋁分別跟鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。（4）魯科版5 “氧化鋁也一樣，既能溶于強酸溶液，也能溶于強堿溶液。氧化鋁這類氧化物屬于兩性氧化物。兩性氧化物既能與強酸反應(yīng)，又能與強堿反應(yīng)?！盿l2o3+6h+=2al3+3h2o，al2o3+2oh-+3h2o=2al（oh）4- 課后習(xí)題第4題：工業(yè)上利用鋁土礦來提取氧化鋁做冶煉鋁的原料。綜上比較得出：一是有三大教材都是直接告知氧化鋁能與酸和堿反應(yīng)，是兩性物質(zhì)。二是其中的蘇教版教材提到：“在一定條件下”。三是沒有演示實驗。二、查閱歸納（1）純凈的氧化鋁是白色無定形粉末，俗稱礬土，化學(xué)式al2o3，密度3.9-4.0g/cm3，熔點2050、沸點2980，不溶于水。氧化鋁有、8種不同晶型。8種氧化鋁不僅可以相互轉(zhuǎn)化，而且按照其生成溫度可以分為低溫（600）和高溫兩類，屬于低溫的有、和型al2o3四種，屬于高溫的有、型al2o3四種。（2）最常見的氧化鋁是-al2o3和-al2o3。-al2o3屬六方緊密堆積晶體，晶格能很大，故熔點、沸點很高，熔點201515，密度3.965g/cm3，硬度8.8。型氧化鋁不溶于水、酸或堿，工業(yè)上也稱鋁氧。-al2o3是一種多孔性高活性強吸附能力的物質(zhì)，屬立方緊密堆積晶體，不溶于水，但能溶于酸和堿，是典型的兩性氧化物，將它加熱至1200就全部轉(zhuǎn)化為型氧化鋁，型氧化鋁是氫氧化鋁在140-150的低溫環(huán)境下脫水制得，工業(yè)上也叫活性氧化鋁、鋁膠。只有這種氧化鋁才可以溶于酸堿。三、實驗制備實驗研究表明：1.若用氫氧化鋁凝膠狀沉淀來制備活性氧化鋁不僅費時，而且加熱溫度不易控制向裝有一定量alcl3固體粉末的燒杯中緩慢加入稍過量的濃氨水，并不斷攪拌。反應(yīng)完全后，邊攪拌邊加熱，待燒杯中物質(zhì)由糊狀幾乎變?yōu)榉勰顣r停止加熱。將固體粉末轉(zhuǎn)移到坩鍋中，加熱使氫氧化鋁脫水，即可制得活性氧化鋁。2.若用毛刷實驗6輕松制備可以與酸與堿反應(yīng)具有活性的水合氧化鋁取一段鋁箔，用鑷子夾持上端，將下端（約5cm長）浸入盛在試管里的熱氫氧化鈉溶液中（濃度為6mol/l），到反應(yīng)出現(xiàn)大量氣泡后取出。用流水沖洗干凈后再將其浸入盛在試管里的0.1mol/l的硝酸汞溶液中1min-2min.取出后立即用流水沖洗，并用濾紙吸干表面的水。然后將此鋁條靜置在玻璃片上，觀察現(xiàn)象?？梢婁X條表面很快生成白色絨毛狀物質(zhì)（氧化鋁）并在一段時間內(nèi)增長呈毛刷狀。這是因為鋁表面與從硝酸汞中置換出的汞微粒形成鋁汞齊，阻礙了氧化鋁保護層的生成，使鋁不斷被氧氣氧化生成活性氧化鋁。各取少量用毛刷實驗制備得到的活性氧化鋁粉末，分別與強酸和強堿溶液作用，觀察到氧化鋁的反應(yīng)活性很好，不僅能快速溶解在酸和堿溶液中，而且反應(yīng)速度隨反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度升高而加快。在弱酸和弱堿溶液中也能微溶，即使放置很長時間后也不會改變它的性質(zhì)，完全可以達到驗證演示的要求。四、幾點啟示（1）在中學(xué)實驗室和大學(xué)實驗藥品柜中放置的氧化鋁粉末是常見氧化鋁中的是型，不是型。要使氧化鋁與酸與堿反應(yīng)，不可忽視是先制備活性氧化鋁。（2）在學(xué)習(xí)氧化鋁是兩性氧化物性質(zhì)的過程中，如果教材以著名的毛刷實驗作為補增驗證的演示實驗，不僅能填補純理論上的講解知識而凸顯的蒼白，而且有助于學(xué)生加深理解兩性氧化物的概念，并為兩性氫氧化物的學(xué)習(xí)提供更有利的知識線索。（3）學(xué)習(xí)過程永無止境，尤其在中學(xué)教師走專業(yè)化的道路，課堂不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)知識的重要場所，也是一個教師發(fā)現(xiàn)問題探究問題的基點，而進一步深層次研修更是教師插上翅膀的捷徑。參考文獻1 蔡霞，沈若冰.如何制備能與酸和堿反應(yīng)的氧化鋁j.化學(xué)教與學(xué)，2010，（4）：172 人教社化學(xué)室.化學(xué)必修1m.北京：人民教育出版社，2004.63 王祖浩.高中化學(xué)必修1m.南京：江蘇教育出版社，2008