对 “物质性质的探究”实验的探究与反思

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1、学科类论文化学对“物质性质的探究”实验的探究与反思台州市第一中学王琛【摘要】铝配合物的生成及乙醇、苯酚与金属钠的反应是苏教版《实验化学》专题2“物质性质的探究”中的实验，笔者在实验过程中发现这两个实验在方案设计上存在一定的问题，得到的实验结果不清晰，甚至出现与理论相违背的情况。在进行了一系列实验探究后，初步得到了问题的解决方案。【关键词】铝配合物乙醇苯酚金属钠“化学是实验的科学，只有实验才是最高的法庭”（傅鹰语）。《实验化学》是高中新课程中化学选修的六个模块之一，将化学实验独立设置成高中化学的一门课程，这在我国还是第一次，这表明化学实验在高中化学新课程中占有十分重要的位置。《

2、实验化学》模块中有许多新的实验内容，还穿插了一些新的实验成果和手段，面对这些实验，教师应该更好的钻研实验，引领学生体验实验探究的过程，激发学习化学的兴趣，培养学生的创新精神和实践能力一、问题的提出在对苏教版《实验化学》专题2“物质性质的探究”实验的探究过程中，发现教材中“铝配合物AlF63-的生成”和“乙醇、苯酚与金属钠的反应”这两个实验得到的实验结果不清晰，甚至出现与理论推测相违背的情况。这是怎么回事呢？是实验操作有问题，还是实验本身存在不尽完善的地方？第一种可能性不大，我们严格按照书上的步骤和用量，经过多次实验，结果始终如一。因此，问题很可能出在实验方案的设计上。那么为什

3、么会出现这样的问题，又如何解决呢？在进行了一系列的实验探究后，初步得到了问题的解决方案。二、实验探究1、对铝配合物AlF63-生成的实验探究1-1、问题的发现“铝配合物AlF63-的生成”实验是苏教版《实验化学》专题2“物质性质的探究”课题1铝及其化合物的性质中的一个重要的探究实验，要求能以实验的方法证明铝的配合物AlF63-的形成。实验原理：通过往滴加了过量NH4F溶液的AlCl36溶液中加氨水和直接往AlCl3溶液中加氨水出现的不同现象，说明AlF63-配合物的生成。实验步骤（课本22页实验3步骤（2））：在一支试管中(1mL1mol·L-1AlCl3溶液)滴加2mL10

4、%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。实验现象：往AlCl3溶液中加NH4F溶液后随即出现白色浑浊，加NH3·H2O溶液后仍为白色浑浊（图1-1）。静置片刻后，试管底部出现粉末状白色沉淀。此现象与直接往AlCl3溶液中加氨水生成氢氧化铝白色沉淀（图1-2）的现象并无明显的区别。这是怎么回事呢？1-2、问题的探究实验前，对该实验现象的猜测是：加NH4F溶液生成配合物后，Al3+不再与氨水反应，所以无明显现象。作出这种猜测的原因之一是：中学阶段的铵盐均易溶于水，故推测(NH4)3AlF6也易溶于水。原因之二是：课本第2

5、1页的“信息提示”中有离子方程式：Al3++6F-==AlF63-。查阅资料后发现，六氟铝酸铵实际上是一种微溶于水的物质，这与氢氧化铝在溶解度上的差异不大。接着我们通过对比实验比较了这两种沉淀：表1两种沉淀的比较实验内容实验现象实验结论1mL1mol·L-1AlCl3溶液，滴加2mL10%NH4F溶液，再滴加1mL3.0mol.L-1NH3·H2O溶液加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。该沉淀颗粒较小，呈粉末状。Al3+和F-生成了AlF63-，进而生成了六氟铝酸铵白色沉淀，该沉淀在形状上区别于氢氧化铝沉淀1mL1

6、mol·L-1AlCl3溶液，直接滴加1mL3.0mol.L-1NH3·H2O溶液生成了白色絮状沉淀，颗粒较大。6但是除了形状上的差异，这两种白色沉淀实际上非常相似，实验现象的区分度不高，并没有足够的说服力说明生成了AlF63-。因此，我们作了大胆的猜想：白色沉淀有没有可能就是氢氧化铝沉淀呢？因为NH4F自身存在一定程度的双水解，生成NH3·H2O和HF，导致氟离子浓度下降，使生成AlF63-的趋势下降。继续做了以下实验：把白色沉淀分成两等份，往其中一份中加稀盐酸，往另一份中加氢氧化钠溶液，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。

7、至此，已经无法说明通过课本22页实验3步骤（2）的操作，是否真的有AlF63-配合物生成。1-3、问题的解决考虑到NaF溶液的水解程度小，同时也是可溶性的氟化盐。因此我们尝试用饱和的NaF溶液代替10%NH4F溶液，制备AlF63-配合物。实验步骤：在一支试管中加1mL1mol·L-1AlCl3溶液，滴加2mL饱和的NaF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。实验现象：溶液始终澄清，没有任何沉淀产生（图2-3）。此现象与往AlCl3溶液中直接加氨水生成