4.1《物质性质的研究》PPT课件（新人教版-选修6）

(共29张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中化学》
选修6
4.1《物质性质的研究》
课题一
物质性质的探究
铝及其化合物的性质 深度研究
教学目标
1、认识化学实验在学习与研究化学中的作用
2、具有安全意识，能顺利完成化学实验
3、能发现学习和生产、生活中有意义的化学问题，并进行实验探究
4、能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案，并予以评价和优化
实验一、铝与氧气反应的实验探究
1、2Al+3/2O2==Al2O3 △rG0=-1582kJ/mol Mg+1/2O2==MgO △rG0=-569.4kJ/mol 3Fe+2O2==Fe3O4 △rG0=-1015kJ/mol
2、在金属活动顺序表中,金属活动性:Mg>Al>Fe
实验一、铝与氧气反应的实验探究
3、镁、铝和铁三种元素的电离势数值比较 第Ⅰ电离势 第Ⅱ电离势 第Ⅲ电离势 Mg 7.646eV 15.035eV Al 5.986eV 18.828eV 28.447eV Fe 7.870eV 16.18eV 30.651eV
从金属活动顺序表和△rG0(<0)数值看,”铝与氧气”这个自发反应最容易发生.
从离子势数值看,”铝与氧气反应”要比”铁与氧气反应”稍容易.
但实际上铝在氧气中燃烧实验最不容易成功.
这是为什么呢
第一:铝是活泼金属，在空气中能与氧气生成一种致密的氧化铝保护层，使氧气不能继续与铝发生反应，不采取任何擦除氧化铝保护层措施而直接进行点火，必定是铝难于燃烧。
氧化镁薄膜和氧化铁薄膜可能都不如氧化铝薄膜更致密,不能阻止金属与氧气的接触,因此金属镁和金属铁更容易在氧气中燃烧.
铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因
第二:氧气的浓度偏低或氧气的量不足而导致燃烧现象不明显。
一是集气瓶中收集到氧气的浓度偏低,不能引起铝与氧气的充分反应; 二是绕有火柴的铝箔,若过早伸入集气瓶中,火柴燃烧会消耗大量的氧气,致使氧气浓度降低而导致实验失败; 三是集气瓶容积小而导致氧气量不足或者铝箔太多反应不充分.
铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因
铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因
案例：标号125mL集气瓶中充满氧气，5cmⅹ2cm铝箔，实验能成功。
原因分析（假设在标准状况下进行该反应）
5cmⅹ2cm铝箔质量约125mg ; 标号125mL集气瓶实际装有氧气140mL， n（O2）=140÷22400=0.00625mol； 该氧气最多能消耗的铝箔质量是：（0.00625×27×4）÷3=0.225g=225mg. 因为225mg> 125mg ， 所以反应能成功进行。
启示：本实验不仅要关注铝箔的大小和形状，还要关注集气瓶的容积。
第三:铝箔与氧气的接触面积太少. 一是没有掌握好铝箔的厚度，过厚的铝箔在一定程度上减少了单质铝与氧气的接触 。 二是铝箔与火柴梗的缠绕方式不正确导致实验难以成功。A图铝箔与氧气接触面积小,另外火柴不能充分燃烧,不能达到铝的着火点,难以引发铝箔燃烧.B图和C图正确.
铝在氧气中燃烧实验不容易成功原因
A
B
C
实验一的注意事项: ①集气瓶中氧气浓度要尽可能大,最好采用排水集气法收集氧气. ②选择容积较大的集气瓶作为反应器.(体积与铝质量关系) ③铝箔以螺旋状绕紧一根火柴.待火柴烧到2/3以后，火焰能“包围” 铝条时，再迅速将铝条伸进集气瓶中；铝条不能太早或太迟伸入集气瓶； ④可以用H2O2溶液与MnO2粉末混合直接在集气瓶中制O2。(一定要氧气纯度足够大才开始实验)
方法1：在集气瓶里放少许30%的双氧水，准备少许二氧化锰在实验时投入集气瓶；这样在实验前就不需要制备和储存氧气，保证在实验时有氧可用。
方法2：铝箔在氧气中很难燃烧起来，这里用铝粉代替铝箔实验：用脱脂棉或者直接用方便易得的纸巾沾上少许铝粉，用坩埚钳夹住在空气里加热之，就可以看到火星四射！此时迅速将二氧化锰投入盛有双氧水的集气瓶里，同时将沾有铝粉的棉花或纸巾伸入集气瓶，可以看见铝在氧气里剧烈的燃烧，现象明显，操作简便！
介绍另外三种“铝在氧气中燃烧”实验
介绍另外三种“铝在氧气中燃烧”实验
方法3：在石棉板的中央放上2克干燥的过氧化钠，堆成小丘状 将铝粉撒在过氧化钠上面，使它完全覆盖过氧化钠并呈薄薄的一层 然后用喷水器向小堆上均匀地喷上水雾，使过氧化钠刚润湿为止 过氧化钠跟水反应产生氧气并放出热量，会使铝粉着火燃烧 。
实验二:铝表面氧化膜的实验探究
第一，硫酸铜溶液的浓度要小，最好不要超过课本规定的0.5mol.L-1。
原因：硫酸铜溶液水解显酸性。若浓度过大时，酸性太强，铝片表面的氧化膜被溶解，与编者的设计意图相悖。
看似简单但容易失败的是第21页步骤（3）：将一块未擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol.L-1CuSO4溶液中，观察铝片表面的现象。
实验二:铝表面氧化膜的实验探究
第二，选择氧化膜完美无损的铝片做实验。
原因：如果铝片表面的氧化膜局部破损，硫酸铜溶液就会从破损处乘虚而入，与金属铝发生置换反应，这样步骤（2）与步骤（3）的实验现象就相似，与编者的设计意图相悖了。
哪些铝片的氧化膜是完美无损的？ 长期露置于实验室中的小块铝片或铝箔。
　　实验二的注意事项: 　　①、CuSO4溶液浓度不要太大。 　　　　（0.5mol.L-1较合适）。
　　②、选择氧化膜完美无损的铝片做实验的步骤（3）。不选择新切开的小铝片。不选择灼烧成的铝片。
　　③、铝片在浓硝酸中钝化的时间一定要足够长久。
　　因为依据课本第２１页“钝化1~2min后”的铝片，再放在20mL0.5mol.L-1CuSO4溶液中约半小时后，铝片表面有明显的溶解现象，这与编者的编写意图不合。
实验三:铝配合物的生成
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最困惑的是第22页步骤（2）：在另一支试管中（1mLmol.L-1AlCl3溶液）滴加2mL10%NH4F溶液，再滴加1mL3.0mol.L-1NH3.H2O溶液，边滴加边振荡试管，观察实验现象。
实验前,我对该实验现象猜测是: 无明显现象. 原因之一:中学阶段的铵盐均易溶于水,故(NH4)3AlF6也易溶于水. 原因之二:课本第21页的”信息提示”中有离子方程式:Al3++6F-=AlF63-
实验三:铝配合物的生成
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白色沉淀，呈浑浊状
我的实验现象： 加NH4F溶液后出现白色浑浊，加NH3.H2O溶液后仍为白色浑浊。静置片刻，试管底部出现白色沉淀。
静置一段时间后的沉淀，呈粉末状
实验三:铝配合物的生成
对实验现象的几个猜想与验证： 猜想之一:会不会是试剂NH4F和试剂AlCl3的纯度不够，生成了未知名的白色沉淀.
。
一般不会，但也不敢百分之百确定。
实验三:铝配合物的生成
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实验三:铝配合物的生成
　对实验现象的几个猜想与验证： 　猜想之二:白色沉淀会不会是Ａｌ（ＯＨ）３沉淀？
因为NH4F不稳定， NH4F受热分解成ＮＨ３和ＨＦ，而ＮＨ３与Ｈ２Ｏ生成ＮＨ３．Ｈ２Ｏ， ＮＨ３．Ｈ２Ｏ再与ＡｌＣｌ３溶液作用生成了氢氧化铝沉淀.
实验三:铝配合物的生成
　实验验证该白色沉淀是否真的是氢氧化铝？ 　
　　把白色沉淀等分成两份，往其中一份加稀盐酸，往另一份加氢氧化钠溶液，结果白色沉淀都很快溶解。
　　该白色沉淀很类似于氢氧化铝的两性，既能溶解于酸，又能溶解于碱。
实验三:铝配合物的生成
氢氧化铝絮状沉淀，颗粒较大
六氟铝酸铵沉淀，颗粒较小，呈粉末状
能否确定该白色就是氢氧化铝呢？ 　　再看一个对比实验。
实验三:铝配合物的生成
实验结论：
１、该白色沉淀是氢氧化铝的可能性不大，很可能是六氟铝酸铵［（ＮＨ４）３ＡｌＦ６］。 ２、六氟铝酸铵是一种溶解性不大的白色固体。 ３、六氟铝酸钠和六氟铝酸的溶解性都大于六氟铝酸铵。
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磐安县渠成氟化有限公司企业首页 >> 最新供应 >> 氟铝酸铵 产品名称 氟铝酸铵( (NH4)3AlF6) 氟化铝铵 分子量 195.00 ，英文名称 Ammonium Hexafluoroaluminate， Ammonium fluoroaluminate 性状 白色或浅灰色粉末，微溶于水。
http://cn.made-in-/ 中国制造网==首页 产品目录 化工 农药 杀虫剂 氟铝酸铵（氟化铝铵）Ammonium Fluoroaluminate(Ammonium Aluminate Fluoride) 分子式：(NH4)3AIF6：相对分子质量： 195.09：性质：白色或浅灰色粉末。微溶于水。用途：用作刹虫剂，也用于陶瓷、玻璃工业及铝纤焊。
http://www./chanx.asp id=-1401653169 上海豪申化学试剂有限公司 首 页 > 产品类别 > 试剂产品。 名 称：氟铝酸铵 ; 分子量：195.09 ； 性 状：白色结晶性粉末，易溶于水，水溶剂能腐蚀玻璃。
　　实验三的注意事项: 　　①、NH4F溶液要略过量，否则加氨水后，试管中剩余的AlCl3溶液会与氨水作用后产生白色的氢氧化铝沉淀。
②、注意NH4F是无机毒品，注意安全。
③、NaOH溶液浓度不能太大。
实验四:培养明矾晶体
　　实验四的注意事项: 　　①、配制的明矾溶液一定要饱和，每次把母液配成30～40℃的溶液，有利于晶核的快速长大，不至于晶体在室温升高时溶解。否则晶核会被溶解。 　　②、选取形状完整的小晶体作为晶核。 　　③、溶液饱和度太大产生不规则小晶体附在原晶核之上，晶体不透明；饱和度太低，成长缓慢或溶解。