对“铝及氧气反应”实验探究及反思文章编号:1005-6629(2010)05-0037-03中图分类号：G633.8文献标识码:B1问题提出苏教版《实验化学》第21页中关于"铝与氧气反应的实验探究”的实验描述:将铝片剪成长5〜8cm、宽0.2-0.3cm的铝条，绕成螺旋状，一端绕紧一根火柴。实验时，用绘坍钳夹紧铝条的另一端，点燃铝条上的火柴，待火柴快要燃烧完时，将铝条伸入盛有氧气的集气瓶(瓶底盛有少量水)中，观察现象［1］。该实验中的铝基本上不能燃烧。我所任教的三个班级的学生都进行了分组实验，都严格按照实验手册的步骤和要求去做，但没有一组学生有观察到像铁在氧气中燃烧的那种火星四射的现象。这是怎么回事呢！是实验操作的问题？药品的问题？是实验方案的问题？还是学生没有规范操作呢？带着这些问题，我们几位老师对其进行深入探究和实验改进，学生也积极参与了思考。2实验探究2.1问题的发现铝为什么在纯氧中不能燃烧？而比它化学性质不活泼的铁在纯氧中都能剧烈燃烧。是铝不纯？氧气不足?还是铝表面有阻燃的物质存在等等？这些问题在教材的方案设计中都有所顾及。比如：实验用的铝，我们特意去买“分析纯”的铝片;用盛有氧气的集气瓶可做到提高氧气的浓度；把铝片剪成铝条，再绕成螺旋状可做到增大与氧气的接触面；我还要求学生把铝条用砂纸进行打磨以除去表面的氧化膜。经过以上的处理，铝条还是不能燃烧，多数学生所观察的现象是:铝条本来比较光亮最终变得没有金属光泽，同时用手折容易断裂。这现象说明铝参与了反应，但关键问题是要观察到燃烧的现象，何况铝比铁活泼，怎么就没有理论上所预测的那样呢？此现象经过学生课后的分析探讨，结合学生实验后上交的学案，得出了以下几种可能：(1)虽然在燃烧之前铝条表面的氧化膜用砂纸处理过，但在空气中预热时又生成氧化膜覆盖在表面，当然就燃烧不起来；(2)氧气的浓度太低或量太少，铝条与氧气的接触面还是太小；(3)酒精灯加热的温度不够高。学生提出以上几种可能依据以下几点知识：(1)铝作为活泼金属，很容易与氧气发生氧化反应，就像金属钠一样，当用刀切开的时候，表面很快就变暗;铝在金属活动性顺序表中紧接钠的后面，当然很容易与氧气发生反应生成氧化物；(2)查阅相关资料：氧化铝的熔点2050°C,其致密程度很髙，又相当稳定。(3)化学反应速率取决于反应物的浓度、体系的温度以及接触面的大小等。气体浓度越高、体系温度越高以及接触面越大，反应速率越快。(4)酒精灯加热的温度为400~500°C,铝在纯氧里燃点为550°C[2],显然,用酒精灯加热，铝条就很难点燃。这些知识在《化学反应原理》、《化学1》(必修)和《化学2》(必修)有过详细的介绍，难道铝就不能在空气中或纯氧中燃烧吗！课本既然选择了这个实验,应该是可以进行的。这迫使我们对这些问题要进行深入的分析，这也正体现了《实验化学》的特点和新教材的理念。2.2问题的探究(1)对于铝表面氧化膜的探究金属铝位于金属活动性顺序表的前面位置，属于比较活泼的金属，平时从实验室取出来的铝片表面都有一层致密的氧化膜，如何证明其表面有氧化膜存在？实验步骤:取一块未经打磨处理的铝片，投入到3mL6.0mol•L-1热的氢氧化钠溶液中，观察铝片表面的气泡。实验现象:开始大概2分钟左右，表面没有气泡,2分钟后表面产生气泡，而且越来越多。此现象说明，氢氧化钠最初与铝表面的氧化膜反应，所以没有气泡，等氧化膜被破坏后，暴露出来的铝与氢氧化钠反应能产生气泡。这一现象可以说明铝片表面有氧化膜。我们可以利用砂纸的打磨或与氢氧化钠反应，去除表面的氧化膜，然而经过这样去除氧化膜的铝片，还是无法在氧气中燃烧。是不是学生所猜想的：在铝条的预热过程中又生成氧化膜呢？要证明这点比较简单，就是重复以上实验。实验步骤：取前面铝燃烧失败的铝片，投入到3mL6.0mol•L-1热的氢氧化钠溶液中，观察铝片表面的气泡。实验现象:开始大概1分钟左右，表面没有气泡，1分钟后表面产生气泡，而且越来越多。从中可以看出，铝片表面又生成了氧化膜，时间上的差异说明，氧化膜的厚度比原来的要薄。如何在燃烧前不让它产生或产生很薄的氧化膜呢？查阅了很多有关铝的资料，其中有一条很有利用价值:在铝表面...