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【摘要】氢氧化铝是铝的一种重要化合物,它的性质和用途涉及化学计算、物质的鉴别和分离很多,它是我们教学的重点之一,因此我们对这一物质要进行一定的深入探究。
【关键词】氢氧化铝;理论探究;实验验证;实质分析;知识应用
Probe into aluminium hydrate character , application
Zhang Guiding
【Abstract】The aluminium hydrate is one kind of important compound of aluminium , its character and use relate to chemistry calculation , the matter be distinguished and part for many, it is our one of the teaching priority , we need to carry out the certain thorough exploration therefore to this one matter.
【Key words】Aluminium hydrate; Theory is probed into; The experiment verifies; Essence analyses the knowledge application
1.理论探究
通过回忆,要求学生找出铝(Al)在元素周期表中的位置。
B(非金属)
Mg(金属) AlSi(非金属)
Ca金属
[探究]从纵横两个方向看,Al均位于金属和非金属之间,我们知道MgO是一种碱性氧化物 , SiO2 是 一 种 酸性氧化物 ;Mg(OH)2 是一种弱碱 , H2SiO3是一种弱酸。Al2 O3既表现酸性氧化物的性质——与碱反应,又表现碱性氧化物的性质——与酸性反应,说明Al2 O3 属于两性氧化物。
那么,理论上氢氧化铝应当具有怎样的化学性质呢?理论上氢氧化铝可能既表现弱酸的性质——与碱反应,又表现弱碱的性质——与酸反应,说明氢氧化铝属于两性氢氧化物。
2.实验验证
化学是以实验为基础的一门学科。我们虽然从理论上推断出氢氧化铝的化学性质,但还必须通过实验加以证明。因本节实验操作简单且无危险性,我在教学中采用边讲边实验的方法,使教学更具直观性,而且也可培养学生动手操作的能力。
在做实验之前,我先介绍氢氧化铝的物理性质:胶状物质,表面积大,有强吸附能力,从而引出氢氧化铝的重要用途。
[过渡]实验室中常用铝盐和氨水反应制备氢氧化铝。
[演示实验]教师边讲边演示,并指导学生按如下操作进行实验。
A. AlCl3溶液 Al(OH)3
(白色胶状沉淀)
引导学生根据实验现象,推导得出结论:Al(OH)3 是典型的两性氢氧化物。 当 Al(OH)3与碱反应时表现出弱酸性 , 此 时 可 写 作 H3AlO3;当Al(OH)3 与酸反应时表现出弱碱性。
B.把刚才剩下的另一半Al(OH)3 放在蒸发皿上加热。
通过学习现象分析,得出:Al(OH)3Al2 O3
3.实质分析
[设问]为什么Al(OH)3具有两性呢?
经过学生讨论,然后运用平衡移动原理加以分析。
Al(OH)3 的电离方程式可以表示如下:
H2O+AlO2-+H+Al(OH)3 Al3+ +3OH-
酸式电离 碱式电离
Al(OH)3 是一种弱电解质,它电离时生成的H+和OH-离子都很少。当向Al(OH)3 里加入酸时,H+ 立即与溶液里少量的OH- 起反应而生成水,这就会使Al(OH)3 按碱式电离,使平衡向右移动,从而使Al(OH)3 不断地溶解。反之,当向Al(OH)3 里加入碱时,OH- 立即与溶液里少量的H+ 起反应而生成水,这样就会使Al(OH)3 按酸式电离,使平衡向左移动,同样,Al(OH)3 也就不断地溶解了。
4.知识应用
Al(OH)3 它所涉及的题型有填空、选择、实验、推导、计算以及图表题等。但不论以何种题型出现,都离不开Al(OH)3的“两性”。所以,在教学中,我除讲清教材内容外,还进一步延伸、深化,分析清楚铝盐与碱、偏铝酸盐与酸、铝盐与偏铝酸盐等相互反应的有关量的问题。
4.1.实验室为何不用NaOH与铝盐反应制取Al(OH)3 ?
[学生讨论]培养学生分析问题、应用所学知识解决问题的能力。
[教师归纳]若用NaOH与铝盐反应,当NaOH不足时,Al3+ 不能完全转化为Al(OH)3 ;NaOH过量时,Al(OH)3 将与NaOH反应而部分溶解。即用NaOH作试剂时,难以保证Al3+ 全部转化为Al(OH)3。而Al(OH)3 与弱碱NH3 •H2O不反应,故制取Al(OH)3 时选择了氨水作试剂。
4.2向定量的AlCl3 溶液中不断滴加NaOH溶液至过量,将有何现象发生?写出有关反应的离子方程式,并作出沉淀的物质的量随所加NaOH物质的量的变化关系图。
学生个别回答并演示上述实验,根据量的关系画出图形,培养学生实验能力、定量分析、解决问题的思维能力。
4.3向一定量的NaOH溶液中,不断滴入AlCl3 溶液至过量,将有何现象发生?写出有关离子方程式并画出相应关系图。
演示该实验,学生回答观察到的实验现象。根据观察到的现象,教师分析反应过程中相应量的关系,并作出相应的图像。
Al3+ +40H- =====AlO-2 +2H2 O
Al3+ +3AlO2 - +6H2 O=====4Al(OH)3
4.4实验桌上仅有AlCl3 、NaOH溶液各一瓶,胶头滴管一支,试管若干。不用其他试剂,能否鉴别出哪瓶为AlCl3 ,哪瓶为NaOH溶液?
引导学生根据2、3两问思考后个别回答。
[例题]向20mL未知浓度的AlCl3 溶液中,逐滴加入2mol/L的NaOH溶液。所加的NaOH溶液的体积与所得的沉淀的质量关系。求:①AlCl3 溶液物质的量浓度;②B点所示NaOH溶液的体积;③NaOH溶液加至10mL时沉淀的质量;④NaOH溶液加至17.5mL时沉淀的质量。
[引导学生分析]
OC、CB两段溶液中发生什么反应?A点、B点对应溶液的成分是什么?
[总结]根据分析结果,可以根据铝原子守恒计算问题①;依据关系式: Al3+ ~30H - 计算回答②;按过量计算的处理方法计算问题③、④。
根据Al(OH)3 的两性,编拟课后练习题,巩固所学知识,培养学生知识迁移、灵活应用的能力。
收稿日期:2008-05-20
【关键词】氢氧化铝;理论探究;实验验证;实质分析;知识应用
Probe into aluminium hydrate character , application
Zhang Guiding
【Abstract】The aluminium hydrate is one kind of important compound of aluminium , its character and use relate to chemistry calculation , the matter be distinguished and part for many, it is our one of the teaching priority , we need to carry out the certain thorough exploration therefore to this one matter.
【Key words】Aluminium hydrate; Theory is probed into; The experiment verifies; Essence analyses the knowledge application
1.理论探究
通过回忆,要求学生找出铝(Al)在元素周期表中的位置。
B(非金属)
Mg(金属) AlSi(非金属)
Ca金属
[探究]从纵横两个方向看,Al均位于金属和非金属之间,我们知道MgO是一种碱性氧化物 , SiO2 是 一 种 酸性氧化物 ;Mg(OH)2 是一种弱碱 , H2SiO3是一种弱酸。Al2 O3既表现酸性氧化物的性质——与碱反应,又表现碱性氧化物的性质——与酸性反应,说明Al2 O3 属于两性氧化物。
那么,理论上氢氧化铝应当具有怎样的化学性质呢?理论上氢氧化铝可能既表现弱酸的性质——与碱反应,又表现弱碱的性质——与酸反应,说明氢氧化铝属于两性氢氧化物。
2.实验验证
化学是以实验为基础的一门学科。我们虽然从理论上推断出氢氧化铝的化学性质,但还必须通过实验加以证明。因本节实验操作简单且无危险性,我在教学中采用边讲边实验的方法,使教学更具直观性,而且也可培养学生动手操作的能力。
在做实验之前,我先介绍氢氧化铝的物理性质:胶状物质,表面积大,有强吸附能力,从而引出氢氧化铝的重要用途。
[过渡]实验室中常用铝盐和氨水反应制备氢氧化铝。
[演示实验]教师边讲边演示,并指导学生按如下操作进行实验。
A. AlCl3溶液 Al(OH)3
(白色胶状沉淀)
引导学生根据实验现象,推导得出结论:Al(OH)3 是典型的两性氢氧化物。 当 Al(OH)3与碱反应时表现出弱酸性 , 此 时 可 写 作 H3AlO3;当Al(OH)3 与酸反应时表现出弱碱性。
B.把刚才剩下的另一半Al(OH)3 放在蒸发皿上加热。
通过学习现象分析,得出:Al(OH)3Al2 O3
3.实质分析
[设问]为什么Al(OH)3具有两性呢?
经过学生讨论,然后运用平衡移动原理加以分析。
Al(OH)3 的电离方程式可以表示如下:
H2O+AlO2-+H+Al(OH)3 Al3+ +3OH-
酸式电离 碱式电离
Al(OH)3 是一种弱电解质,它电离时生成的H+和OH-离子都很少。当向Al(OH)3 里加入酸时,H+ 立即与溶液里少量的OH- 起反应而生成水,这就会使Al(OH)3 按碱式电离,使平衡向右移动,从而使Al(OH)3 不断地溶解。反之,当向Al(OH)3 里加入碱时,OH- 立即与溶液里少量的H+ 起反应而生成水,这样就会使Al(OH)3 按酸式电离,使平衡向左移动,同样,Al(OH)3 也就不断地溶解了。
4.知识应用
Al(OH)3 它所涉及的题型有填空、选择、实验、推导、计算以及图表题等。但不论以何种题型出现,都离不开Al(OH)3的“两性”。所以,在教学中,我除讲清教材内容外,还进一步延伸、深化,分析清楚铝盐与碱、偏铝酸盐与酸、铝盐与偏铝酸盐等相互反应的有关量的问题。
4.1.实验室为何不用NaOH与铝盐反应制取Al(OH)3 ?
[学生讨论]培养学生分析问题、应用所学知识解决问题的能力。
[教师归纳]若用NaOH与铝盐反应,当NaOH不足时,Al3+ 不能完全转化为Al(OH)3 ;NaOH过量时,Al(OH)3 将与NaOH反应而部分溶解。即用NaOH作试剂时,难以保证Al3+ 全部转化为Al(OH)3。而Al(OH)3 与弱碱NH3 •H2O不反应,故制取Al(OH)3 时选择了氨水作试剂。
4.2向定量的AlCl3 溶液中不断滴加NaOH溶液至过量,将有何现象发生?写出有关反应的离子方程式,并作出沉淀的物质的量随所加NaOH物质的量的变化关系图。
学生个别回答并演示上述实验,根据量的关系画出图形,培养学生实验能力、定量分析、解决问题的思维能力。
4.3向一定量的NaOH溶液中,不断滴入AlCl3 溶液至过量,将有何现象发生?写出有关离子方程式并画出相应关系图。
演示该实验,学生回答观察到的实验现象。根据观察到的现象,教师分析反应过程中相应量的关系,并作出相应的图像。
Al3+ +40H- =====AlO-2 +2H2 O
Al3+ +3AlO2 - +6H2 O=====4Al(OH)3
4.4实验桌上仅有AlCl3 、NaOH溶液各一瓶,胶头滴管一支,试管若干。不用其他试剂,能否鉴别出哪瓶为AlCl3 ,哪瓶为NaOH溶液?
引导学生根据2、3两问思考后个别回答。
[例题]向20mL未知浓度的AlCl3 溶液中,逐滴加入2mol/L的NaOH溶液。所加的NaOH溶液的体积与所得的沉淀的质量关系。求:①AlCl3 溶液物质的量浓度;②B点所示NaOH溶液的体积;③NaOH溶液加至10mL时沉淀的质量;④NaOH溶液加至17.5mL时沉淀的质量。
[引导学生分析]
OC、CB两段溶液中发生什么反应?A点、B点对应溶液的成分是什么?
[总结]根据分析结果,可以根据铝原子守恒计算问题①;依据关系式: Al3+ ~30H - 计算回答②;按过量计算的处理方法计算问题③、④。
根据Al(OH)3 的两性,编拟课后练习题,巩固所学知识,培养学生知识迁移、灵活应用的能力。
收稿日期:2008-05-20