實驗化學專題第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗一、鋁與氧氣反應的實驗探究

1、2Al+3/2O2==Al2O3

△rG0=-1582kJ/mol

Mg+1/2O2==MgO

△rG0=-569.4kJ/mol

3Fe+2O2==Fe3O4

△rG0=-1015kJ/mol2、在金屬活動順序表中,金屬活動性:Mg>Al>Fe第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗一、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值比較

第Ⅰ電離勢第Ⅱ電離勢第Ⅲ電離勢

Mg7.646eV

15.035eV

Al

5.986eV

18.828eV

28.447eV

Fe7.870eV16.18eV

30.651eV

第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日從金屬活動順序表和△rG0(<0)數值看,”鋁與氧氣”這個自發反應最容易發生.從離子勢數值看,”鋁與氧氣反應”要比”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?第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日第一: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，使氧氣不能繼續與鋁發生反應，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五頁，共二十五頁，2022年，8月28日第二:氧氣的濃度偏低或氧氣的量不足而導致燃燒現象不明顯。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第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日

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。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，還要關注集氣瓶的容積。第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日第三: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ABC第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗一的注意事項:

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.(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)第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日方法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，現象明顯，操作簡便！介紹另外三種“鋁在氧氣中燃燒”實驗第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日介紹另外三種“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?。第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗二:鋁表面氧化膜的實驗探究-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20mL-1CuSO4溶液中，觀察鋁片表面的現象。第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗二: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，與金屬鋁發生置換反應，這樣步驟（2）與步驟（3）的實驗現象就相似，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。第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗二的注意事項:

①、CuSO4-1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。因為依據課本第２１頁“鈍化1~2min后”的鋁片，再放在20mL-1CuSO4溶液中約半小時后，鋁片表面有明顯的溶解現象，這與編者的編寫意圖不合。第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗三: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%NH4-1NH3.H2O溶液，邊滴加邊振蕩試管，觀察實驗現象。實驗前,我對該實驗現象猜測是:

無明顯現象.

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-第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗三:鋁配合物的生成。白色沉淀，呈渾濁狀

我的實驗現象：

加NH4F溶液后出現白色渾濁，加NH3.H2O溶液后仍為白色渾濁。靜置片刻，試管底部出現白色沉淀。靜置一段時間后的沉淀，呈粉末狀第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗三:鋁配合物的生成對實驗現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。第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗三:鋁配合物的生成。第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗三:鋁配合物的生成對實驗現象的幾個猜想與驗證：

猜想之二:白色沉淀會不會是Ａｌ（ＯＨ）３沉淀？因為NH4F不穩定，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.第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗三: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。第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗三: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？

再看一個對比實驗。第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗三: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。/selling-leads/detail,1021633870,.html磐安縣渠成氟化有限公司企業首頁>>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AmmoniumHexafluoroaluminate，Ammoniumfluoroaluminate性狀白色或淺灰色粉末，微溶于水。/

中國制造網==首頁?產品目錄?化工?農藥?殺蟲劑?氟鋁酸銨（氟化鋁銨）AmmoniumFluoroaluminate(AmmoniumAluminateFluoride)

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、玻璃工業及鋁纖焊。

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。第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日實驗三的注意事項:

①、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。第二十三頁，共二十