酸溶液溶解氧化鋁和氯離子對金屬氧化膜破壞的探究

潘斌

學習目標

知識與技能：知道鋁元素在自然界中的存在形式，掌握氧化鋁的兩性特點。電腦和網絡的應用。

過程與方法：增強實驗探究能力，加深對元素化合物知識的學習方法的認識。學會用比較和探究的方法來研究問題。

情感態度與價值觀：對正在學習的知識有一個渴望和需求的心理；通過Al（OH）3性質的探究實驗，體驗科學探究成功的喜悅，培養善于與他人合作的良好心理品質；學會對事物的評價。

情境

1.學習鋁、氧化鋁、氫氧化鋁的性質和應用，尤其是除去鋁表面氧化膜的實驗中，發現Al2O3分別與稀硫酸、鹽酸反應的區別。2.教材69頁（蘇教版化學1）的“拓展視野”：鋁制品不宜盛放咸菜等腌制食品，氯化鈉中的氯離子會破壞氧化膜結構。

根據以上兩種情境，我們提出了酸在溶解氧化鋁過程中為什么會不一樣和氯離子為什么會破壞鋁制品的表面氧化膜的問題，并進行研究。

任務與預期成果

任務：

1.設計實驗完成c（H+）不同的鹽酸溶解相同的氧化鋁有什么不同的研究；

2.設計實驗完成c（H+）不同的硫酸溶解相同的氧化鋁有什么不同的研究；

3.設計實驗完成c（H+）相同的鹽酸和硫酸溶解相同的氧化鋁有什么不同的研究；

4.設計實驗完成c（H+）相同的硫酸加入NaCl前后溶解相同的氯化鋁有什么不同的研究；

5.根據生活和網絡，研究你的結論對生活和工業生產的指導作用。

預期成果：

1.任務1中的預期成果：c（H+）大的溶解速度快。c（H+）的不同值差距要大一點，這樣實驗效果更明顯；

2.任務2中雖然c（H+）不同，但實驗現象可能相同，均不明顯；

3.任務3中鹽酸能較快溶解氧化鋁，硫酸溶解速度慢，且不一定能觀察到被溶解的現象；

4.任務4中未加前現象基本相同，加入NaCl的溶解速度明顯加快；

5.最終結論：Cl-對氧化鋁的溶解有促進作用。

過程（過程要體現研究性學習的主要環節）

組員1（研究任務1）：

1.設計并準備實驗：0.1mol/L的鹽酸、1mol/L的鹽酸、氧化鋁固體、兩只試管、滴管、燒杯；

2.進行實驗并觀察；

3.發表結論：c（H+）大的溶解速率快，c（H+）小也溶解得快，只是相對較慢。

組員2（研究任務2）：

1.設計并準備實驗：0.1mol/L的硫酸、1mol/L的硫酸、氧化鋁固體、兩只試管、滴管、燒杯；

2.進行實驗并觀察；

3.發表結論：c（H+）大的溶解氧化鋁不明顯，c（H+）小也溶解得不明顯。

疑惑：硫酸是不是不能溶解氧化鋁。

小組討論組員2的結論和疑惑：

1.組員1發表意見：是不是此反應要在加熱或其他條件下才能進行；

2.組員2立刻加熱，一段時間后觀察現象。

無太明顯現象；

3.組員3發表意見：上網搜索；

4.組員4上網搜索后得出結論：α-氧化鋁難溶于酸；

5.組員1發表看法：為什么鹽酸又能溶解氧化鋁呢？

組員3（研究任務3）：

1.設計并準備實驗：0.2mol/L的鹽酸、0.1mol/L的硫酸、氧化鋁固體、兩只試管、滴管、燒杯；

2.進行實驗并觀察；

3.發表結論：c（H+）相同時，鹽酸可溶解氧化鋁，但硫酸現象不明顯；

4.發表猜想：實驗中只有Cl-和SO2-4不一樣，是不是他們對溶解氧化鋁有一定的影響呢？如果能解決此問題那我們就能解釋鹽酸能溶解氧化鋁而硫酸不能溶解氧化鋁的原因了。

組員4（研究任務4）：

1.設計并準備實驗：0.1mol/L的硫酸、NaCl固體、氧化鋁固體、兩只試管、滴管、燒杯；2.進行實驗并觀察。3.發表結論：加NaCl后，硫酸就能溶解氧化鋁了，應該是Cl-對酸溶解氧化鋁有促進作用。

小組討論：

組員4發表看法：結合以上我們的實驗結論、教材69頁的拓展視野、網絡查詢資料，可以認為氯離子確實對酸溶解氧化鋁有一定的促進作用。

組員1發表看法：溶解速度還和酸的濃度有關。

組員3發表疑惑：為什么氯離子會促進酸溶解氧化鋁呢？

組員2：上網搜索，得到結論。

結論和成果

氯離子確實對酸溶解氧化鋁有一定的促進作用，是因為氯離子能優先地有選擇地吸附在鈍化膜上，把氧原子排擠掉，然后和鈍化膜中的陽離子結合成可溶性氯化物；同時氯離子有很強的穿透性，容易穿透金屬表面的氧化膜，造成縫隙蝕和孔蝕。

評價

1.實驗設計合理，能仔細地觀察實驗現象并得出較為準確的結論，并能用語言表達。

2.學生思考問題深刻，并能由實驗現象分析原因，且能產生新的問題和疑惑。

3.學生有較好的方法解決實驗中的問題且有創新。

4.學生及時引進和利用有效的資源。

5.學生善于交流，能接受別人的結論，善于發表自己的看法。

6.學生積極參與小組討論、合作與分享。

（責任編輯 羅 艷）