鋁製器皿的使用
日常生活中化學無處不有,如果懂得它,就會提高你的生活能力,河南張婕老師介紹了鋁製器皿的使用與維護。
銀光閃閃的鋁製器皿讓人賞心愛不釋手;可是時間一長,內外壁就變黃。有的人為保持器皿清潔美觀,用砂紙把它擦得光亮如初。殊不知,這不必,且有害而無利。用久了的器皿發黃,是正常現象。因為,鋁是較活潑金屬,與空氣接觸的部分就和空氣中的生氧化反應,生成一層致密的氧化保護內部不再繼續氧化。這是有利的氧化,與鐵生鏽是不同的。如果用砂它擦亮,就破壞了氧化膜,使金屬鋁外露,又和氧化或水起反應,長出毛的氫氧化鋁細絲。
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑從而縮短其使用壽命。還有:用砂紙磨擦時,被磨掉的金屬鋁粉末會透過而進入人體(微量),造成危害。因此,用砂紙擦鋁盆是不科學的。為了保潔,可用肥皂水擦洗。
如果留心,你會注意到,新買的鋁鍋鋁壺用來燒水時,被水淹沒的地變灰變黑。不要怕,這灰黑的物質是金屬鐵,對人體有利而無害。你又會“鋁鍋裏又沒煮鐵,哪來的鐵呀?”這鐵確實是煮出來的。因為飲用水中通有微量鐵鹽,由於這時鋁鍋沒有氧化膜,外露的金屬鋁與鐵發生置換反應AL+Fe3+=AL3++Fe↓產生的單質鐵附著在內壁,使內壁變灰黑。
久用的鋁壺、鋁鍋的底部會蒙上厚厚一層碳黑,有人認為這層碳黑又影響熱傳遞,就用砂紙把它擦掉。其實這層碳黑有利於熱輻射。有人做過實驗,一隻鋁壺底部塗黑,另一隻底部不塗黑,同時放在爐火上燒開水,塗黑的比沒塗黑的要節省三分之一的時間。
有人圖方便,把剩的飯、菜放到鋁鍋內過夜,豈不知,飯菜大多顯微酸性或微堿性,而鋁是典型的兩性元素,氧化鋁會和酸或堿反應,氧化膜被破壞了,金屬外露,長此以往,鋁鍋就會被腐蝕。
人們憑經驗都知道,鋁製品不能久盛鹹的食物。這是為什麼呢?因為Cl-性劑,容易被吸附形成吸附化合物,並生成AlCl3溶於水。氧化膜被破壞,把鋁製器皿腐蝕。
鋁化合物的兩性
人們最常見的氧化鋁有兩種變體:α-Al2O3和γ-Al2O3。α型性質穩定,不與酸或堿反應;γ型能與酸或堿反應。在溫度為450℃時,加熱氫氧化鋁或鋁銨礬,可得到γ-Al2O3。若在1000℃以上加熱,便可得到α-Al2O3。市售的氧化鋁大多數是α-Al2O3。為了演示Al2O3的兩性,我們製備了γ-Al2O3。
試劑和儀器製備γ-Al2O3將硫酸鋁溶於水,配製成3%的溶液。向其中加入濃氨水,則析出白色沉澱。過濾、洗滌、幹燥。將沉澱放入瓷蒸發皿中並用酒精燈加熱,或放在瓷坩堝中在450℃的馬福爐內灼燒2小時,則得到γ-Al2O3。
6mol/LNaOH溶液,6mol/L鹽酸,大理石,啟普發生器等。
演示方法氧化鋁的兩性取05克粉狀的γ-Al2O3兩份放於兩支試管中。在一支試管中滴加6mol/L的NaOH溶液,加熱2分鍾,則沉澱溶解。向另一支試管中加入6mol/L鹽酸,加熱約2分鍾,則沉澱溶解。
氫氧化鋁的兩性在試管中加入2ml3%的Al2(SO4)3溶液,逐滴加入6mol/L的NaOH溶液,邊加邊振蕩,則析出白色Al(OH)3沉澱。將沉澱分成兩份。在1份中加入過量的6mol/LNaOH溶液,則沉澱溶解。然後,向其中通入二氧化碳。約5分鍾後又析出白色Al(OH)3沉澱。其反應方程式是[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+CO32-+H2O或2AlO2-+CO2+H2O2Al(OH)3↓+CO32-在另一份中滴加6mol/L的鹽酸,邊加邊振蕩,則可看到沉澱溶解。
由以上實驗現象可知,Al2O3和Al(OH)3均可與酸或堿反應。故二者均顯兩性。
鋁粉與氧化銅的反應
在演示了鋁和氧化鐵反應的實驗後,建議增加鋁和氧化銅反應的實驗。把2克鋁粉和6克氧化銅粉混和均勻,放入浸濕的濾紙折成的漏鬥(底部剪一小孔)裏,濾紙置放在鐵架台鐵圈上,濾紙下麵放一塊白瓷磚,再在鋁熱劑上放一些引燃劑,混和均勻的氯酸鉀和蔗糖,然後用膠頭滴管吸少量濃硫酸,滴在引燃劑上,反應就迅速發生。反應後,可在白瓷磚上看到被還原出來的紫紅色的銅。
由於鋁和氧化物反應都能放出大量熱量,所以濾紙一定要浸濕,藥品不可太多,並在滴了濃硫酸之後,要退後兩三步,以確保安全。
鋁與水反應實驗的改進
鋁與水反應的實驗出現在高中化學(必修)第一冊中,由於這個反應發生的條件是將水加熱至沸騰,這樣產物之一氫氣就與大量水氣一同逸出,因而在試管口點燃時就不能發出爆鳴聲;在反應後的混和物中加入幾滴酚酞指示劑時,也不變紅(因產物AI(OH)3的水溶液堿性極弱)。這樣就無法以明顯的現象說明此反應的發生。稍作些改進。