铝与硫酸铜反应异常实验探究

《铝与硫酸铜反应异常实验探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、铝与硫酸铜反应异常实验探究作者：佚名文章來源：转载点击数：31更新时间：2010-5-191问题苏教版《实验化学》选修模块在专题2屮设置了一个比较新的实验一一“铝表血氧化膜的实验探究”，其中一个实验为“取三小块铝片，将其中两块铝片分别川砂纸擦去表而的氧化膜。将一块擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol・L1CuSO,溶液屮，观察铝片表而的现象”，理论上应该是铝片表面有红色物质析出。但是无论是在文献上，还是屮学教学实际中均有该实验现象不明显的报道。是什么原因造成这种状况的呢？带着这个疑问，笔者对该实验进行了探究。2分析与假设铝是亲氧元素。2Al+3/202.AlA；AU(A

2、12O3,S)=-1669.7kJ•molS铝一接触空气或者氧气莫表而就开始被氧化，生成氧化铝。氧化铝与铝的体积比V(A1A)/V(A1)=1.28>1,且氧化铝的热稳定性大，铝能形成致密的氧化物薄膜。这一层薄膜能使金属铝与其周围的介质(空气、水等)隔绝，起到保护金属铝的作用。可见，该实验成败的关键因素是如何处理氧化膜。除了氧化膜打磨得是否彻底外，其被氧化的速度也是影响反应的重耍因索。如果氧化速度很快在将铝片-与硫酸铜溶液接触之前就已经重新牛成致密的氧化膜，那么实验现象就会不明显。如果按照课本的实验步骤，另外一个未知的因素就是在做实验屮使用的铝片的纯度问题。是从日常生活中选

3、川的铝合金，是实验室中的粗铝箔，还是分析纯的铝箔作为实验的材料呢？3验证实验一：铝表面被氧化的速度对实验的影响25°C下，剪取1cmX4cm铝片(分析纯),用砂纸打磨铝片表面至完全彻底,采用两种不同方式插入含5ml饱和硫酸铜溶液的小试管中(本实验中的硫酸铜溶液均由实验室中硫酸铜粉末与蒸係水配制)组别h式现彖A立即铝）表曲仃气泡附行.并不时W出・5minA6取出发现仃黄色bM体物质附着在铝片表面上。B馆进空气«1»30.再放入铝片H面儿乎无气泡.5min4右取出几F无员色罔体附着。实验分析：常温下铝与水存在微弱的反应：2A1+6H20===2A1（0H）b+3H2,此时岂气

4、的量很少，气泡附着在铝表面未冒岀。当2Al+3CuS0汙=3Cu+A12（S0；）3后，铝与铜构成原电池，促进水解，加剧反应，从而会有气泡冒出。B实验屮几乎没有气泡冒出，说明打磨过的铝表面露置在空气屮被重新氧化成致密的氧化膜，阻止铝与硫酸铜的反应。所以，实验失败的原因之一可能是擦去氧化膜的铝片在空气屮露置时间过长，铝片表面重新生成一层致密的氧化膜。实验二：铝的取材对实验的影响取不同铝材，剪取1cmX4cm铝片，用砂纸打磨至彻底，迅速放入20ml饱和CuS04溶液中，观察现彖（见图1）。实验分析：实验A中产牛较多气泡，说明铝的纯度对实验的影响很犬。在实验室条件下，往往有粗铝箔

5、和分析纯的铝箔，如果教师选用的是粗铝箔，可能现象就不会明显，如果有教师从生活中的铝合金中収材的话，不仅仅是铝的纯度不高，还有铝合金对氧化膜结构的影响，最终会影响实验结果。#11别钳的迭材现彖（5inin后）A铝箔［分析纯）钳片农曲附仃较姜气泡.不时订出.现察冇明显的黄色物质生成，易拉缽（钳铁介金）铝片表面附仃少割气泡■且1：开速Jftftl慢.没何明显的黄色物质生成。4改进综上所述，笔者认为如果按照书本上的步骤和要求做该实验，现象不明显的原因很有可能铝片的纯度不够和氧化膜处理并不彻底。找到了实验现象不明显的归因后，笔者对书本上的实验条件进行了改进。首先，在打磨氧化膜的过程中

6、，采用隔绝空气的方法，会使实验效果好一些。笔者采用了最方便的利用水作为隔绝空气的材料，即在铝表面浸水的条件下打磨。其次，加热使铝片膨胀，在80°C左右时其表面氧化膜即开始呈星状开裂，使铝与氧化膜破裂处更易被铜离子氧化，同时加快了反应速率，实验得到红色的铜也卬证这一点。铜的显色与铜离了还原的速度有关，单质牛成的慢，铜原了的排列紧密，颜色为黄色，反之,则为红色。用铝与氯化铜反应迅速，生成的铜为红色可以证明。在上述实验中加入少许氯化钠溶液，反应变快，生成的就是红色的铜。再次，笔者用饱和CuSO.；溶液代替0.5mol・I「CuS04溶液，发现效杲会好一点。5结论釆川分析纯的铝片，

7、在浸水条件下擦去氧化膜，立即放入加热过的饱和硫酸铜溶液中,反应现象不会不明显。