（江西省教育厅教学教材研究室 江西南昌 330038）

摘要：铝是一种十分常见的金属，它的化学性质很活泼，但在日常生活中铝制品在空气中却十分稳定，是什么原因导致铝这种活泼金属在空气中能稳定存在？人教版化学必修1第48页的科学探究所做实验给出了一些答案，但是，通过以下几个金属铝在空气中加热实验的探索却观察到了不同的现象，这又是为什么呢？这就需要给出科学合理的解释。

关键词：金属铝；空气；加热实验；探索

一、问题提出

人教版化学必修1第48页科学探究，首先用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，发现铝箔发红卷缩，变暗失去光泽，熔化不落下（表面有氧化膜，因此不能燃烧）。再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨（或在酸中处理后，用水洗净），除去表面的保护膜，在酒精灯火焰上加热至熔化，发现铝箔也卷缩，变暗失去光泽，熔化不落下（打磨后铝箔表面又很快形成氧化膜，阻止了铝的燃烧）。

老师在讲台上做这两个演示实验时，只有前面的学生能看到其实验过程中发生的全部现象，后面大多数学生看到实验现象和实验全过程的效果相对较差。最为关键的是我们化学必修教材设置的科学探究，仅仅停留在发红、卷缩、熔化这样一些物理变化的层面，对化学反应的现象和实质没有作进一步深入分析，不利于学生化学素养的形成。所以如何创设条件使铝与空气中的氧气剧烈反应？如何探索确证由于形成致密的氧化铝（熔点2050℃）薄膜覆盖在金属铝（熔点660.4℃）的表面阻止了反应的进一步进行？如何让全班的学生都能分享探究的喜悦？笔者带着这些问题与同行们进行了商讨，从以下几个方面对人教版必修1第48页的科学探究进行了一些改进，通过反复多次的实验，并在几个学校进行了实验验证，均得到了预期的明显现象。

二、实验改进

改进实验1：取一小团棉花铺平后，将适量铝粉扑在棉花上，包好后用坩埚钳夹住，在酒精灯上点燃，可观察到铝粉在空气中剧烈燃烧，发出耀眼白光。

    改进实验2：用一稍长的塑料吸管吸取少量铝粉，然后对准一正在燃烧的酒精灯的外焰挤喷，铝粉迅速燃烧，发出耀眼的光芒。（挤喷时教师要侧身，使喷出的火焰与讲台水平，防止火焰烧伤或吓倒前排的学生。）

改进实验3：在蒸发皿中倒入10mL无水乙醇，点燃，将铝粉装入盖子上面有针孔的小药瓶中，然后将小药瓶倒过来，用小药瓶向蒸发皿中的火焰上喷洒铝粉，铝粉剧烈燃烧。

改进实验4：，用铝条代替铝箔，酒精喷灯替代酒精灯，把打磨过的铝条在酒精喷灯上加热，待铝条熔化发红的时候用一根洁净的细铁丝刺进熔化的铝层中，这时可看到被刺破部位的铝发生迅速而短暂的剧烈燃烧。然后小心的抽出铁丝，这时现象与铁丝刺进之前完全一样。

 三、改进实验的优点

用铝箔加热时，它与空气中的氧气接触面积不是很大，表面有一层致密的氧化铝保护膜，只能看到受热产生的物理效应而不能体现铝的活泼本性。因此，教师做课堂演示实验时如果采用铝粉代替铝箔，直接在空气中点燃，就发生剧烈的燃烧，能够展示金属铝的活泼性，反应现象明显。

改进实验1的优点：棉花是学生们身边的实物，它虽然也能燃烧，但它燃烧的现象不能掩盖和干扰铝粉燃烧的现象，所以用棉花作为载体，让学生们感觉到亲切，更能吸引学生的眼球。

改进实验2的优点：用透明塑料吸管直接向灯焰上挤喷铝粉，方便快捷，操作简单，还缩短了演示实验的时间。老师尤如魔术大师一样的表演，课堂效果更为明显，让全部的学生都能观察到整个实验的现象并为此惊叹！

改进实验3的优点：用小药瓶直接向火焰上喷洒铝粉，可以通过控制针孔的大小以及喷洒的快慢来调控铝粉燃烧所形成的火焰大小以及演示时间的长短。还可以重复实验多次，适合多个班级，实验现象让学生感觉更直观，充分调动了学生们学习化学的热情和积极性。

改进实验4的优点：用酒精喷灯升高温度铝条还是不能燃烧，说明课本上探究实验的铝箔不能燃烧不是因为温度不够高的原因，用铝条替代铝箔，增加了铝的厚度便于用铁丝刺破铝层操作的顺利进行。被刺破的部位发生迅速而短暂的燃烧，确证了氧化物保护膜的存在，也进一步拓实了铝在空气中很快又会形成氧化膜，阻止燃烧的进一步进行。这样学生就能深刻理解为什么铝箔在加热过程只熔化而不发生滴落的现象，也知道了活泼的铝可以制成多种多样的日常生活用品了。

四、一点思考

以上四个改进后的实验，既展示了金属铝的活泼性，同时又展示了铝表面确实存在氧化膜阻止化学反应的进一步进行。不仅能在课堂教学中让学生体验到身临其境的感觉，更能强化课堂教学效果。而且，通过几个改进后的实验又能进一步引发同学们思考。

这就是铝粉表面也存在氧化膜，为什么铝粉在空气中加热可以燃烧，铝箔却不能燃烧呢？是不是相互矛盾？

笔者认为这些现象之间不但不矛盾，而且是紧密相联，都充分体现了金属铝的活泼性。铝粉在空气中之所以能够剧烈燃烧可能是因为铝粉接触空气的面积比铝箔接触空气大得多，其次是铝粉因为颗粒小，铝粉的表面也不如铝箔光滑，在铝粉表面形成的氧化膜不如铝箔表面形成的氧化膜致密，所以在受热时由于铝熔化澎胀从而涨破铝粉外表的氧化膜，大量的铝直接跟空气中氧气接触发生反应，从而发生了剧烈的燃烧现象。

总之，通过上述改进后的演示实验，让学生深深地认识到条件的改变就可能导致实验发生不一样的变化，真可谓量变可能引起质变。化学教学就应该紧紧扣牢实验这一学科基石，着力启发学生的创新意识，培养学生的创新精神，以求更好地扩大实验教学的内涵和外延，极大地激发学生学习的积极性、主动性。促进实验教学过程由观察、运用向创造性思维方向发展，有效地培养学生的创新能力。

参考文献：

[1]人民教育出版社等编.化学（1）必修教师教学用书[M]人民教育出版社，2007年4月第3版。