黄蒲生探究镁铝（终稿）

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1、探究镁铝与水反应的辩证关系黄蒲生广东深圳市宝安区西乡中学518120（说明：木文曾发表在《深圳教学研究》2004第3期上）摘要借助电极电位等数据，探究了镁、铝与水反应时影响反应的内部和外部因素。镁、铝均有能力与水发生置换反应，但均会产生阻碍反应进行的物质，当清除了这些阻碍反应的物质，镁、铝即可与水反应。关键词镁、铝、标准电极电位、辩证关系化学作为一门自然科学，含有丰富的辩证唯物主义思想素材，教学屮，如果能对教材进行深入的挖掘，将哲学原理与化学典型事例和互联系，相互印证，一方面可以极大地丰富教学内容，同吋乂能引导学生学习运用哲学的普遍

2、原理去解释典型事例，揭示反应的木质，这对于提高学生分析问题、解决问题的能力将产主积极的影响。镁、铝与水Z间反应便是一个很好范例。唯物辩证法认为：在爭物的发展过程中，内因和外因都是不可缺少的，都能起作用，但作用又是不同的，内因是事物发展的根据，外因是变化的条件，外因通过内因而起作用。对于镁铝来讲，二者均是较活泼的金属，从其木身所具有的能力来讲（内因），完全有能力与水发生管换反应放出氢气。这从三种物质的相应的标准电极电位可以得到印证，相关的电极电位分别为:E0Mg2+/Mg_2375V、F°a/3+/a/=-1.67V.E%2o/h2=

3、-0-414V根据标准电极电位，山于E°H2o/H2>E°Mg^/Mg、E°H2o/H2>E°护/Al，从'、'力的角度看，完全可以发生如下的反应:Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2t2AI+6H2O=2AI(OH)3+3H2T但事实上，在通常条件下，镁、铝并不与水反应，其原因是当镁铝与水反应后，均会生成难溶性的氢氧化镁和氢氧化铝，覆盖在镁铝的表而，阻止了内部金属与水的接触，使金属“钝化”，反应便停止了。因此当镁、铝与水进行反应时，要想使反应能顺利地进行，关键就是要消除阻止反应进行的氢氧化镁和氢氧化铝这种“保护层”，满足了这一条件

4、(外因)，镁、铝就可与水反应了。根据以上的分析，在教学中一方而可以运用这一关系清晰地解释镁、铝与某些溶液反应的木质，另一方而还可以运川这一关系创造一些条件，让镁、铝与水反应。1、对镁与钱盐溶液反应的认识:镁能与钱盐溶液反应放出氢气，从上述对内外因的关系分析来看，这首先是rh于浓的较盐溶液能溶解氢氧化镁这一“保护层”：Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3-H2O该反应可以看作是由强碱制弱碱，增加钱离子浓度，有利于反应向右进行。由于NHF能溶解Mg(0H)2,这样就消除了阻碍镂与水反应的氢氧化镁，结果镁便与水顺利地反应放出氢气

5、：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2T总反应为：Mg+2H2O+2NH4+=Mg2++2NH3*H2O+H2T对于这一反应，往往有学生错误地认为该反应Z所以能发生,是由于钱离子水解使溶液显酸性，镁才能与之反应放出氢气，但是镁还可以与显屮性的醋酸钱溶液反应放出氢气，这就无法用镁只有与显酸性的溶液反应才能置换出氢气来解释的，显然这一认识是不对的。镁能耳钱盐溶液反应，钱离子的主耍作用是能够溶解氢氧化镁，使镁与水Z间的氧化还原反应得以顺利进行。对于铝来讲,铝并不能与钱盐溶液反应，这是由于氢氧化铝的碱性太弱，无法与镀离子反应，即：AI(OH

6、)3+3NH4+#AI3+4-3NH3-H2O这样较离子无法溶解氢氧化铝，因此铝不与钱盐溶液反应。2、对铝与强碱溶液反应的认识：铝能与强碱溶液反应放出氢气，同样从内外因的关系来看，这首先是由于强碱溶液能够溶解氢氧化铝这一“保护层”：AI(OH)3+OH-=AIO2-+2H2O这样消除了阻碍反应进行的氢氧化铝，铝便可以与水顺利地反应了：2AI+6H2O=2AI(OH)3+3H2T总反应式为：2AI+2H2O+2NaOH=2NaAIO2+3H2T通过这样的分析很容易得出该反应的本质即是铝和水发牛了置换反应，在这里，强碱只是起到了溶解氢氧

7、化铝的作川，也就是创造了铝与水顺利进行反应的条件。同时应当注意的一点是，在强碱性溶液中，由水电离出的氢离子浓度更小，但铝仍能LZ反应放出氢气，可见铝还是相当活泼的。镁不为强碱溶液反应，是由于氮氧化镁不显两性，不象氮氧化铝那样能够溶于强碱溶液,这样强碱就无法消除阻碍镁与水反应的氢氧化镂，因此镁不与强碱溶液反应。3、设计在其它条件下止镁与水反应:对于镁来讲，影响反应进行的氢氧化镁在镁表回的附着能力并不强，因此采取措施很容易破坏这种保护作用，使镁与水反应。如在热水中，氢氧化镁便会从镁表血脱落并部分溶解,这样镁就可以与热水反应放出氢气。有些

8、物质如氯化钠、氯化钾等，溶于水后，由于氯离子具有很强的穿透作用，也能使氢氧化镁从镁表而脱落，从而使镁失去保护层，因此当将镁条放入浓的氯化钠或氯化钾溶液中，也可以看到有气泡产牛。4、设计在其它条件下让铝与水反应：对于铝来讲，氢氧化铝（包