酸溶液溶解氧化铝和氯离子对金属氧化膜破坏的探究

潘斌

学习目标

知识与技能：知道铝元素在自然界中的存在形式，掌握氧化铝的两性特点。电脑和网络的应用。

过程与方法：增强实验探究能力，加深对元素化合物知识的学习方法的认识。学会用比较和探究的方法来研究问题。

情感态度与价值观：对正在学习的知识有一个渴望和需求的心理；通过Al（OH）3性质的探究实验，体验科学探究成功的喜悦，培养善于与他人合作的良好心理品质；学会对事物的评价。

情境

1.学习铝、氧化铝、氢氧化铝的性质和应用，尤其是除去铝表面氧化膜的实验中，发现Al2O3分别与稀硫酸、盐酸反应的区别。2.教材69页（苏教版化学1）的“拓展视野”：铝制品不宜盛放咸菜等腌制食品，氯化钠中的氯离子会破坏氧化膜结构。

根据以上两种情境，我们提出了酸在溶解氧化铝过程中为什么会不一样和氯离子为什么会破坏铝制品的表面氧化膜的问题，并进行研究。

任务与预期成果

任务：

1.设计实验完成c（H+）不同的盐酸溶解相同的氧化铝有什么不同的研究；

2.设计实验完成c（H+）不同的硫酸溶解相同的氧化铝有什么不同的研究；

3.设计实验完成c（H+）相同的盐酸和硫酸溶解相同的氧化铝有什么不同的研究；

4.设计实验完成c（H+）相同的硫酸加入NaCl前后溶解相同的氯化铝有什么不同的研究；

5.根据生活和网络，研究你的结论对生活和工业生产的指导作用。

预期成果：

1.任务1中的预期成果：c（H+）大的溶解速度快。c（H+）的不同值差距要大一点，这样实验效果更明显；

2.任务2中虽然c（H+）不同，但实验现象可能相同，均不明显；

3.任务3中盐酸能较快溶解氧化铝，硫酸溶解速度慢，且不一定能观察到被溶解的现象；

4.任务4中未加前现象基本相同，加入NaCl的溶解速度明显加快；

5.最终结论：Cl-对氧化铝的溶解有促进作用。

过程（过程要体现研究性学习的主要环节）

组员1（研究任务1）：

1.设计并准备实验：0.1mol/L的盐酸、1mol/L的盐酸、氧化铝固体、两只试管、滴管、烧杯；

2.进行实验并观察；

3.发表结论：c（H+）大的溶解速率快，c（H+）小也溶解得快，只是相对较慢。

组员2（研究任务2）：

1.设计并准备实验：0.1mol/L的硫酸、1mol/L的硫酸、氧化铝固体、两只试管、滴管、烧杯；

2.进行实验并观察；

3.发表结论：c（H+）大的溶解氧化铝不明显，c（H+）小也溶解得不明显。

疑惑：硫酸是不是不能溶解氧化铝。

小组讨论组员2的结论和疑惑：

1.组员1发表意见：是不是此反应要在加热或其他条件下才能进行；

2.组员2立刻加热，一段时间后观察现象。

无太明显现象；

3.组员3发表意见：上网搜索；

4.组员4上网搜索后得出结论：α-氧化铝难溶于酸；

5.组员1发表看法：为什么盐酸又能溶解氧化铝呢？

组员3（研究任务3）：

1.设计并准备实验：0.2mol/L的盐酸、0.1mol/L的硫酸、氧化铝固体、两只试管、滴管、烧杯；

2.进行实验并观察；

3.发表结论：c（H+）相同时，盐酸可溶解氧化铝，但硫酸现象不明显；

4.发表猜想：实验中只有Cl-和SO2-4不一样，是不是他们对溶解氧化铝有一定的影响呢？如果能解决此问题那我们就能解释盐酸能溶解氧化铝而硫酸不能溶解氧化铝的原因了。

组员4（研究任务4）：

1.设计并准备实验：0.1mol/L的硫酸、NaCl固体、氧化铝固体、两只试管、滴管、烧杯；2.进行实验并观察。3.发表结论：加NaCl后，硫酸就能溶解氧化铝了，应该是Cl-对酸溶解氧化铝有促进作用。

小组讨论：

组员4发表看法：结合以上我们的实验结论、教材69页的拓展视野、网络查询资料，可以认为氯离子确实对酸溶解氧化铝有一定的促进作用。

组员1发表看法：溶解速度还和酸的浓度有关。

组员3发表疑惑：为什么氯离子会促进酸溶解氧化铝呢？

组员2：上网搜索，得到结论。

结论和成果

氯离子确实对酸溶解氧化铝有一定的促进作用，是因为氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物；同时氯离子有很强的穿透性，容易穿透金属表面的氧化膜，造成缝隙蚀和孔蚀。

评价

1.实验设计合理，能仔细地观察实验现象并得出较为准确的结论，并能用语言表达。

2.学生思考问题深刻，并能由实验现象分析原因，且能产生新的问题和疑惑。

3.学生有较好的方法解决实验中的问题且有创新。

4.学生及时引进和利用有效的资源。

5.学生善于交流，能接受别人的结论，善于发表自己的看法。

6.学生积极参与小组讨论、合作与分享。

（责任编辑 罗 艳）