4.1《物質性質的研究》課件（新人教版-選修6）

1、新課標人教版課件系列,《高中化學》選修6,4.1《物質性質的研究》,課題一物質性質的探究,鋁及其化合物的性質深度研究,教學目標,1、認識化學實驗在學習與研究化學中的作用2、具有安全意識，能順利完成化學實驗3、能發(fā)現(xiàn)學習和生產、生活中有意義的化學問題，并進行實驗探究4、能根據(jù)具體情況設計解決化學問題的實驗方案，并予以評價和優(yōu)化,實驗一、鋁與氧氣反應的實驗探究,,1、2Al+3/2O2==Al2O3 △

2、rG0=-1582kJ/mol Mg+1/2O2==MgO △rG0=-569.4kJ/mol 3Fe+2O2==Fe3O4 △rG0=-1015kJ/mol,2、在金屬活動順序表中,金屬活動性:Mg>Al>Fe,實驗一、鋁與氧氣反應的實驗探究,,3、鎂、鋁和鐵三種元素的電離勢數(shù)值比較 第Ⅰ電離勢 第Ⅱ電離勢 第

3、Ⅲ電離勢Mg 7.646eV 15.035eV Al 5.986eV 18.828eV 28.447eV Fe 7.870eV 16.18eV 30.651eV,從金屬活動順序表和△rG0(<0)數(shù)值看,”鋁與氧氣”這個自發(fā)反應最容易發(fā)生. 從離子勢數(shù)值看,”鋁與氧氣反應”要

4、比”鐵與氧氣反應”稍容易. 但實際上鋁在氧氣中燃燒實驗最不容易成功. 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層，使氧氣不能繼續(xù)與鋁發(fā)生反應，不采取任何擦除氧化鋁保護層措施而直接進行點火，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,因此金屬鎂和金屬鐵更容易在氧氣中燃燒.,鋁在氧氣中燃燒實驗不容易成功原因,第二:氧氣的濃度偏低或

5、氧氣的量不足而導致燃燒現(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; 二是繞有火柴的鋁箔,若過早伸入集氣瓶中,火柴燃燒會消耗大量的氧氣,致使氧氣濃度降低而導致實驗失敗; 三是集氣瓶容積小而導致氧氣量不足或者鋁箔太多反應不充分.,鋁在氧氣中燃燒實驗不容易成功原因,,鋁在氧氣中燃燒實驗不容易成功原因,案例：標號125mL集氣瓶中充滿氧氣，5cmⅹ2cm鋁箔，實驗能成功

6、。 原因分析（假設在標準狀況下進行該反應）5cmⅹ2cm鋁箔質量約125mg ;標號125mL集氣瓶實際裝有氧氣140mL，n（O2）=140÷22400=0.00625mol；該氧氣最多能消耗的鋁箔質量是：（0.00625×27×4）÷3=0.225g=225mg.因為225mg> 125mg ，所以反應能成功進行。,啟示：本實驗不僅要關注鋁箔的大小和形狀，還要關注集

7、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鋁與氧氣的接觸 。 二是鋁箔與火柴梗的纏繞方式不正確導致實驗難以成功。A圖鋁箔與氧氣接觸面積小,另外火柴不能充分燃燒,不能達到鋁的著火點,難以引發(fā)鋁箔燃燒.B圖和C圖正確.,鋁在氧氣中燃燒實驗不容易成功原因,,實驗一的注意事項:①集氣瓶中氧氣濃度要盡可能大,最好采用排水集氣法收集氧氣.②選擇容積較大的集氣瓶作為反應器

8、.(體積與鋁質量關系)③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，再迅速將鋁條伸進集氣瓶中；鋁條不能太早或太遲伸入集氣瓶；④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驗),方法1：在集氣瓶里放少許30%的雙氧水，準備少許二氧化錳在實驗時投入集氣瓶；這樣在實驗前就不需要制備和儲存氧氣，保證在實驗時有氧可用。,方法2：鋁箔在氧氣中很難燃燒起來，這里用鋁粉代替鋁箔

9、實驗：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！此時迅速將二氧化錳投入盛有雙氧水的集氣瓶里，同時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”實驗,介紹另外三種“鋁在氧氣中燃燒”實驗,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

10、堆上均勻地噴上水霧，使過氧化鈉剛潤濕為止?過氧化鈉跟水反應產生氧氣并放出熱量，會使鋁粉著火燃燒? 。,實驗二:鋁表面氧化膜的實驗探究,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，酸性太強，鋁片表面的氧化膜被溶解，與編者的設計意圖相悖。,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)

11、象。,實驗二:鋁表面氧化膜的實驗探究,第二，選擇氧化膜完美無損的鋁片做實驗。,原因：如果鋁片表面的氧化膜局部破損，硫酸銅溶液就會從破損處乘虛而入，與金屬鋁發(fā)生置換反應，這樣步驟（2）與步驟（3）的實驗現(xiàn)象就相似，與編者的設計意圖相悖了。,哪些鋁片的氧化膜是完美無損的？長期露置于實驗室中的小塊鋁片或鋁箔。,有些大塊鋁片表面的氧化膜也完美無損，但要切割后才能使用，切割時形成新缺口。 灼燒后的鋁片氧化膜也不完整無缺。,,實驗二的注

12、意事項:　?、佟uSO4溶液濃度不要太大。　　　?。?.5mol.L-1較合適）。,②、選擇氧化膜完美無損的鋁片做實驗的步驟（3）。不選擇新切開的小鋁片。不選擇灼燒成的鋁片。,③、鋁片在濃硝酸中鈍化的時間一定要足夠長久?！　∫驗橐罁?jù)課本第２１頁“鈍化1~2min后”的鋁片，再放在20mL0.5mol.L-1CuSO4溶液中約半小時后，鋁片表面有明顯的溶解現(xiàn)象，這與編者的編寫意圖不合。,實驗三:鋁配合物的生成,。,最困惑的是第22

13、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，觀察實驗現(xiàn)象。,實驗前,我對該實驗現(xiàn)象猜測是: 無明顯現(xiàn)象. 原因之一:中學階段的銨鹽均易溶于水,故(NH4)3AlF6也易溶于水. 原因之二:課本第21頁的”信息提示”中有離子方程式:Al3++6F-=AlF63-,實驗三:鋁配合物的生成,。

14、,白色沉淀，呈渾濁狀,我的實驗現(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。,靜置一段時間后的沉淀，呈粉末狀,實驗三:鋁配合物的生成,對實驗現(xiàn)象的幾個猜想與驗證： 猜想之一:會不會是試劑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，但也不敢百分之百確定。,實驗三:鋁配合物的生成,。,實驗三:鋁配合物的生成,對實驗現(xiàn)象的幾個猜想與驗證：

15、 　猜想之二:白色沉淀會不會是Ａｌ（ＯＨ）３沉淀？,因為NH4F不穩(wěn)定， NH4F受熱分解成ＮＨ３和ＨＦ，而ＮＨ３與Ｈ２Ｏ生成ＮＨ３．Ｈ２Ｏ，ＮＨ３．Ｈ２Ｏ再與ＡｌＣｌ３溶液作用生成了氫氧化鋁沉淀.,實驗三:鋁配合物的生成,實驗驗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。,實驗三:鋁配合

16、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？　　再看一個對比實驗。,實驗三:鋁配合物的生成,實驗結論：１、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［（ＮＨ４）３ＡｌＦ６］。２、六氟鋁酸銨是一種溶解性不大的白色固體。３、六氟鋁酸鈉和六氟鋁酸的溶解性都大于六氟鋁酸銨。,http://paxqcfh.cn.china.cn/selling-leads/detail

17、,1021633870,.html磐安縣渠成氟化有限公司企業(yè)首頁 >> 最新供應 >> 氟鋁酸銨產品名稱 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-china.com/中國制造網(wǎng)==首頁 &

18、#187; 產品目錄 » 化工 » 農藥 » 殺蟲劑 » 氟鋁酸銨（氟化鋁銨）Ammonium Fluoroaluminate(Ammonium Aluminate Fluoride)分子式：(NH4)3AIF6：相對分子質量： 195.09：性質：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。,http://www.cesupp.com/chanx.asp?id=

19、-1401653169上海豪申化學試劑有限公司 首 頁 > 產品類別 > 試劑產品。名 稱：氟鋁酸銨 ; 分子量：195.09 ；性 狀：白色結晶性粉末，易溶于水，水溶劑能腐蝕玻璃。,實驗三的注意事項:　?、?、NH4F溶液要略過量，否則加氨水后，試管中剩余的AlCl3溶液會與氨水作用后產生白色的氫氧化鋁沉淀。,②、注意NH4F是無機毒品，注意安全。,③、NaOH溶液濃度不能太大。,實驗四:培養(yǎng)明礬晶體,實驗四的注意事