钠镁铝与水酸碱的反应

钠镁铝与水酸碱的反应
流程概括
1 钠与水、酸、碱反应的比较研究
2 镁条、镁粉与水、酸、碱反应的比较研究
3 铝箔、铝粉与水、酸、碱反应的比较研究
4 钠、镁、铝与水反应的比较研究
分析讨论
1 铝在与酸反应的时候反应活性低，尤其是与硫酸的反应非常缓慢，如何解释这个问题？
答：Al表面有一层致密的氧化膜，为低化学活性的α-Al
2O
3
，其△
f
G
m
=-1582.3
kJ/mol，因此由Al形成α-Al
2O
3
是非常容易发生的自发反应，即便我们在反应
前已经设法刮去Al表面的氧化膜，其表面依然会迅速形成新的氧化膜。

而α
-Al
2O
3
作为刚玉的成分，其硬度很高，耐磨性很强，化学反应活性也很低。

因此，
正是由于难以刮去、就算刮去又极易迅速形成的氧化膜的影响，铝很难与酸发生反应，但铝单质本身与酸的反应活性是很强的。

而在选用不同的酸做比较研究的时候，盐酸的反应效果要优于硫酸。

其原因可能在于：其一，氯化氢分子较小，容易穿透氧化膜层；其二，氯离子可以与铝离子形成配离子，即[AlCl
4
]-，可以有效的溶解氧化膜层。

2 镁条、铝箔与冷水会发生微弱反应，而非课本上所说的不反应或者基本不反应，为什么？为什么反应活性较低？
答：通过实验我们发现，镁铝与冷水可以发生微弱反应，仔细观察可以发现金属表面有气泡缓缓溢出，绝非课本上所说不反应或者基本不反应的情况。

在沸水状态下，镁可以较为快速的与水反应，而铝的反应活性依然不够高。

发生这种现象的原因在于，镁、铝作为活泼金属，本身是可以与水发生反应的，但反应生成的难溶性的氢氧化镁和氢氧化铝覆盖在金属表面，阻止了内部金属与水的接触，反应趋向于停止了，升高温度有加速氢氧化物的扩散的作用，同时也能提高反应
速度。

3 铝粉与铝箔、镁条与镁粉的反应活性有何不同？
答：金属成粉状，其接触面积增大，反应活性大大增加。

镁粉可以与冷水迅速反应，而镁条不能。

在于酸的反应活性下也呈现同样的趋势。

但铝粉与水的反应活性提升不明显，这显然也是与铝本身的性质相关。

如果是纯的铝粉，必然反应活性很高，与水的反应活性甚至比镁粉还要高（镁铝的金属性相近，铝与水反应生成的氢氧化铝的溶解度要高于镁与水生成的氢氧化镁，故反应进行的容易程度要高于镁），但铝粉由于其高反应活性，其在空气中被迅速氧化的可能性也大大增加了，迅速形成的氧化铝层会阻止其与水的进一步反应，从而造成反应能力低下。

4 铝与氢氧化钠能够反应的实质是什么？
答：铝与强碱反应，可以说明两点性质：其一，铝是两性金属，其氢氧化物可以与强碱反应。

其二，铝可以与水反应。

正是因为铝可以与水反应，但生成的氢氧化铝阻止反应的进一步的进行，所以反应效果不佳。

而氢氧化钠可以有效的溶解氢氧化铝，使得铝能够跟水持续反应，从而放出氢气。

这也是铝与氢氧化钠反应的实质。

5 对于反应中溢出的烟或者雾的研究。

答：金属与水酸碱反应往往是放热反应，在反应剧烈进行的同时，会有大量的热溢出，所以同时可以观察到烟雾的现象。

后面的小组（田吉祥、罗兆涛、许伟涛）在探究钠与水放出的烟雾本质时，使用了烧杯作反应容器，用漏斗倒置在烧杯上检验的方法，如果是雾，可以在漏斗上凝结，如果是烟，则不会出现水滴。

在在铝与氢氧化钠反应中，我们使用该方法，可以看到明显的液滴，显示其成分主要是水蒸气。

而钠与水反应中，用干漏斗看不到水滴凝结，但用加了酚酞的漏斗则出现红色。

分析原因，可能在反应瞬间放出的大量热的时候金属或者氢氧化物会发生升华现象。

但我觉得更大的可能性在于，热量散发的还不够多，所以用干漏斗没有收集到大量凝结的水汽，而出现酚酞变红的原因恰恰是因为带有氢氧化钠的水滴凝结的结果。

实验总结
简单实验中蕴藏大学问，这是我们在面对每一个中学化学实验中都需要注意
和思考的问题。

在面临实际实验操作时，才会发现很多实际中遇到的困难和问题，才会发现很多与书本解释不同的地方。

作为老师在引导学生实验探究时，在能抓住主要矛盾的同时，要能合适的为学生解释所谓“特殊现象”或者不同于教材主流解释的现象的原因，从而提升学生的学习能力和独立思考能力。