賀紅巖 張春燕 丁 偉

（1新疆察布查爾錫伯自治縣第一中學(xué) 新疆 伊犁 835300；2華東師范大學(xué)化學(xué)系 上海 200241）

以氧化鋁為例學(xué)習(xí)兩性氧化物知識(shí)是高中化學(xué)一個(gè)重要的部分，全國(guó)多種教材中都是以直接告知的方式呈現(xiàn)。為了使學(xué)生加深認(rèn)識(shí)氧化鋁的兩性，很多老師都會(huì)選用毛刷實(shí)驗(yàn)作為演示實(shí)驗(yàn)。為了理清理由，筆者選擇了中學(xué)實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)實(shí)驗(yàn)里的氧化鋁粉末進(jìn)行了反復(fù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果：氧化鋁粉末既不與酸反應(yīng)也不與堿反應(yīng)。經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料［1］和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得知事出有因。

一、教材比較

（1）人教版［2］“氧化鋁難溶于水，卻能溶于酸或者強(qiáng)堿溶液中，它溶于堿時(shí)，生成物是偏鋁酸鹽和水，因此，氧化鋁是一種兩性氧化物?！盇l2O3+6H+=2Al3++3H2O，Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。

（2）蘇教版［3］“將鋁土礦與氫氧化鋁溶液混合，其中的Al2O3與NaOH發(fā)生反應(yīng)，生成能溶于水的偏鋁酸鈉。在一定條件下，氧化鋁也可以與酸反應(yīng)。我們把既與酸又與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物稱為兩性氧化物。”Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+H2O。 課后討論中有：剛玉的主要成分是α-Al2O3的內(nèi)容。

（3）滬科版［4］“氫氧化鋁能分別于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，是兩性物質(zhì)?！闭n后討論中設(shè)計(jì)題目有：氧化鋁能否溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液？寫出氫氧化鋁、氧化鋁分別跟鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（4）魯科版［5］“氧化鋁也一樣，既能溶于強(qiáng)酸溶液，也能溶于強(qiáng)堿溶液。氧化鋁這類氧化物屬于兩性氧化物。兩性氧化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)?！盇l2O3+6H+=2Al3++3H2O，Al2O3+2OH-+3H2O=2［Al（OH）4］-課后習(xí)題第 4題：工業(yè)上利用鋁土礦來(lái)提取氧化鋁做冶煉鋁的原料。

綜上比較得出：一是有三大教材都是直接告知氧化鋁能與酸和堿反應(yīng)，是兩性物質(zhì)。二是其中的蘇教版教材提到：“在一定條件下”。三是沒(méi)有演示實(shí)驗(yàn)。

二、查閱歸納

（1）純凈的氧化鋁是白色無(wú)定形粉末，俗稱礬土，化學(xué)式 Al2O3，密度 3.9-4.0g/cm3，熔點(diǎn) 2050℃、沸點(diǎn) 2980℃，不溶于水。 氧化鋁有 α、κ、θ、δ、χ、η、γ、ρ8 種不同晶型。 8種氧化鋁不僅可以相互轉(zhuǎn)化，而且按照其生成溫度可以分為低溫（＜600℃）和高溫兩類，屬于低溫的有 ρ、χ、η 和γ 型 Al2O3四種，屬于高溫的有 α、κ、θ、δ 型 Al2O3四種。

（2）最常見(jiàn)的氧化鋁是 α-Al2O3和 γ-Al2O3。 α-Al2O3屬六方緊密堆積晶體，晶格能很大，故熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高，熔點(diǎn) 2015±15℃，密度 3.965g/cm3，硬度 8.8。α 型氧化鋁不溶于水、酸或堿，工業(yè)上也稱鋁氧。γ-Al2O3是一種多孔性高活性強(qiáng)吸附能力的物質(zhì)，屬立方緊密堆積晶體，不溶于水，但能溶于酸和堿，是典型的兩性氧化物，將它加熱至1200℃就全部轉(zhuǎn)化為α型氧化鋁，γ型氧化鋁是氫氧化鋁在140-150℃的低溫環(huán)境下脫水制得，工業(yè)上也叫活性氧化鋁、鋁膠。只有這種氧化鋁才可以溶于酸堿。

三、實(shí)驗(yàn)制備

實(shí)驗(yàn)研究表明：

1.若用氫氧化鋁凝膠狀沉淀來(lái)制備活性氧化鋁不僅費(fèi)時(shí)，而且加熱溫度不易控制

向裝有一定量AlCl3固體粉末的燒杯中緩慢加入稍過(guò)量的濃氨水，并不斷攪拌。反應(yīng)完全后，邊攪拌邊加熱，待燒杯中物質(zhì)由糊狀幾乎變?yōu)榉勰顣r(shí)停止加熱。將固體粉末轉(zhuǎn)移到坩鍋中，加熱使氫氧化鋁脫水，即可制得活性氧化鋁。

2.若用［毛刷實(shí)驗(yàn)］［6］輕松制備可以與酸與堿反應(yīng)具有活性的水合氧化鋁

取一段鋁箔，用鑷子夾持上端，將下端（約5cm長(zhǎng)）浸入盛在試管里的熱氫氧化鈉溶液中（濃度為6mol/L），到反應(yīng)出現(xiàn)大量氣泡后取出。用流水沖洗干凈后再將其浸入盛在試管里的0.1mol/L的硝酸汞溶液中1min-2min．取出后立即用流水沖洗，并用濾紙吸干表面的水。然后將此鋁條靜置在玻璃片上，觀察現(xiàn)象。可見(jiàn)鋁條表面很快生成白色絨毛狀物質(zhì) （氧化鋁）并在一段時(shí)間內(nèi)增長(zhǎng)呈毛刷狀。這是因?yàn)殇X表面與從硝酸汞中置換出的汞微粒形成鋁汞齊，阻礙了氧化鋁保護(hù)層的生成，使鋁不斷被氧氣氧化生成活性氧化鋁。

各取少量用毛刷實(shí)驗(yàn)制備得到的活性氧化鋁粉末，分別與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液作用，觀察到氧化鋁的反應(yīng)活性很好，不僅能快速溶解在酸和堿溶液中，而且反應(yīng)速度隨反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度升高而加快。在弱酸和弱堿溶液中也能微溶，即使放置很長(zhǎng)時(shí)間后也不會(huì)改變它的性質(zhì)，完全可以達(dá)到驗(yàn)證演示的要求。

四、幾點(diǎn)啟示

（1）在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)實(shí)驗(yàn)藥品柜中放置的氧化鋁粉末是常見(jiàn)氧化鋁中的是α型，不是γ型。要使氧化鋁與酸與堿反應(yīng)，不可忽視是先制備活性氧化鋁。

（2）在學(xué)習(xí)氧化鋁是兩性氧化物性質(zhì)的過(guò)程中，如果教材以著名的毛刷實(shí)驗(yàn)作為補(bǔ)增驗(yàn)證的演示實(shí)驗(yàn)，不僅能填補(bǔ)純理論上的講解知識(shí)而凸顯的蒼白，而且有助于學(xué)生加深理解兩性氧化物的概念，并為兩性氫氧化物的學(xué)習(xí)提供更有利的知識(shí)線索。

（3）學(xué)習(xí)過(guò)程永無(wú)止境，尤其在中學(xué)教師走專業(yè)化的道路，課堂不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的重要場(chǎng)所，也是一個(gè)教師發(fā)現(xiàn)問(wèn)題探究問(wèn)題的基點(diǎn)，而進(jìn)一步深層次研修更是教師插上翅膀的捷徑。

［1］ 蔡霞，沈若冰.如何制備能與酸和堿反應(yīng)的氧化鋁［J］.化學(xué)教與學(xué)，2010，（4）：17

［2］ 人教社化學(xué)室.化學(xué)必修 1［M］.北京：人民教育出版社，2004.6

［3］ 王祖浩.高中化學(xué)必修1［M］.南京：江蘇教育出版社，2008.5

［4］ 上海中小學(xué)課程教材改革委員會(huì).高中化學(xué)二年級(jí)第一學(xué)期［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2006

［5］ 王磊.高中化學(xué)必修 1［M］.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2004

［6］ 王程杰.鋁片長(zhǎng)毛實(shí)驗(yàn)中幾個(gè)問(wèn)題的解惑［J］.化學(xué)教學(xué)，2009，（4）：5-6