氢氧化铝制作过程教案

氢氧化铝制作过程教案（共8篇）

篇1：氢氧化铝制作过程教案

氢氧化铝

课型：

新课

教学目标：

知识与技能

1.学会实验室制备氢氧化铝的方法，学会设计实验。2.掌握氢氧化铝的性质，尤其是两性强氧化物。3.了解氢氧化铝的应用。过程与方法

1.通过课堂讲解，视频播放等，培养学生的学习兴趣。

2.通过教学互动，培养学生勤于动脑的习惯，帮助学生养成科学探究的思维模式。

3.讲解与演示相结合，有利于活跃课堂气氛，提高学习效率。情感态度与价值观

1.在实验探究中，体验实验探究的乐趣，激发学生的学习热情。

2.通过列举氢氧化铝在生活中的应用，逐渐形成将所学的化学知识用于生产、生活实践的意识，培养学生良好的科学作风和学以致用的优良品质。

教学重点

氢氧化铝的两性 教学难点

氢氧化铝的两性

教学过程

[复习] 上次课我们学习了铝的氧化物——氧化铝（Al2O3），现在，我们一起来回忆Al2O3有哪些性质。

[PPT] Al2O3，难溶于水，能溶于酸或强碱溶液，是两性氧化物。[活动] 请一位同学上来写Al2O3与酸或强碱溶液反应的离子方程式，其余的同学在下面写。

[副板书]（教师点评）

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O [PPT]（呈现）

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O [教师] 好，这堂课呢，我们一起来学习铝的另外一种化合物——氢氧化铝（Al(OH)3），请同学们翻到课本P58。

[板书] 氢氧化铝 [PPT]

[教师] 从图片上，我们可以看到Al(OH)3呈白色固体粉末状。接下来，我们来探究实验室怎样制备Al(OH)3。[板书] 1.实验室制备Al(OH)3： [PPT] 实验一

向盛有适量Al2(SO4)3溶液的试管中滴加氨水NH3·H2O至过量，观察现象。[视频] 硫酸铝与氨水反应（教师一边引导）。[PPT] 实验现象：产生白色沉淀。

实验结论：Al2(SO4)3溶液和氨水可以发生反应，生成氢氧化铝，氨水过量，氢氧化铝沉淀不溶解。

化学方程式：Al2(SO4)3+6NH3•H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 [板书] 1.实验室制备Al(OH)3：可溶性铝盐与氨水反应。例如： Al2(SO4)3+6NH3•H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4

[教师] 从实验现象，我们可以看出，氢氧化铝是白色，难溶于水的固体。[板书] 2.物理性质：白色，难溶于水的固体。[教师] 我们学习了氧化铝（Al2O3），它是两性氧化物，那么，氢氧化铝（Al(OH)3）又有哪些化学性质呢？我们将通过实验来揭晓。请同学们观看视频。[PPT] 实验二 Al(OH)3的受热分解 [视频] Al(OH)3的分解。

[讲述] 加热时，氢氧化铝分解为氧化铝和水。[板书] 3.化学性质： △

①受热分解，2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O [教师] 好了，这是氢氧化铝的受热分解，氢氧化铝还有一个类似于氧化铝的性质，下面我们来看看氢氧化铝与酸或强碱溶液的反应。

[PPT] 实验三 取上一个实验制得的氢氧化铝沉淀于3支试管，向其中一支试管加入适量6mol•L-1的NaOH溶液，震荡，观察现象；向另一支试管加入适量3mol•L-1的H2SO4溶液，震荡，观察现象。[视频] 氢氧化铝的两性

[PPT]（讲述）现象：两支试管内的氢氧化铝沉淀均溶解。

结论：Al(OH)3既能与酸反应，也能与强碱反应。是两性氢氧化物，既可以看作酸也可以看作碱，但它的酸性（比碳酸还弱）、碱性都很弱。离子方程式：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O [板书] ②两性强氧化物

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O [教师] 好，接下来做几个习题巩固刚才所学的知识。[PPT]（习题）

1、实验室制备Al(OH)3最好用（D）

A．Al2O3和稀盐酸 B．Al2O3和水 C．Al2(SO4)3和KOH D．AlCl3和氨水

2.既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的是(BC)A.MgO B.Al2O3 C.Al(OH)3 D.Fe(OH)2

3.某合金能完全溶于盐酸，再滴入足量的氢氧化钠溶液，开始出现白色沉淀并逐渐增多，继而沉淀减少但不完全消失，这种合金是（B）A．硅铝合金 B．镁铝合金 C．铜镁合金 D．银铝合金

[教师] 同学们都很棒，学习往往是学以致用，而化学与我们的生活又是息息相关的，氢氧化铝在生活中的应用非常广泛，下面我们举几个例子。[PPT]

Al(OH)3在医学上的应用

①胃舒平又名复方氢氧化铝，由氢氧化铝和三硅酸镁两药组成。其中氢氧化铝中和过多的胃酸。

②斯达舒，[成份]本品每粒含氢氧化铝140毫克，维生素U50毫克，颠茄提取物10毫克，辅料： 淀粉。[药理作用]本品中氢氧化铝为抗酸药，能中和胃酸并保护溃疡面；维生素U能促进肉芽发育和黏膜再生；颠茄流浸膏可抑制腺体分泌，解除平滑痉挛引起的疼痛。

[教师] 氢氧化铝在医学上用作胃酸中和剂，在生活中最重要的就是净水。大家应该听说过明矾吧？ [PPT]（讲述）

明矾KAl(SO4)2·12H2O，无色晶体，易溶于水。净水的原理就是氢氧化铝在起作用。

氢氧化铝在水中电离：KAl(SO4)2 =K++Al3++2SO42-Al3+水解： Al3++3H2O = Al(OH)3 +3H+ Al(OH)3 具有很强的吸附能力，她能凝结水中的悬浮物并使之沉降，从而达到净水的目的。

但由于铝在人体内积累对人体健康有害，因此，目前用于饮用水净化的含铝净水剂正逐步被含铁净水剂所取代。[教师]（小结）1.实验制备氢氧化铝：可溶性铝盐与氨水。例如，Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 2.物理性质：白色，难溶于水的固体。

Δ

3.化学性质：①加热分解，2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O ②两性氢氧化物，Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 4.应用：胃酸中和剂，净水等。[习题]

1、下列物质中属于两性氢氧化物的是：（B）A.NaOH

B.Al(OH)C.Mg(OH)D.Ba(OH)2

2、下列离子方程式书写错误的是（C）A、铝粉投入到H2SO4溶液中： 2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑ B、Al(OH)3溶于NaOH溶液中： Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O C、NaAlO2溶液中通入足量的CO2：

2AlO2-+ CO2+3H2O= 2Al(OH)3↓+CO32-D、Al2O3粉末溶于NaOH溶液中： Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

3.斯达舒、胃舒平可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的(B）

A.酸性 B.碱性 C.两性 D.氧化性

4、AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积（X轴）和生成沉淀（Y轴）之间的函数关系可用下图来表示，则下列关系图正确的是(A)

布置作业：

课本习题。板书设计：

氢氧化铝

1.实验制备氢氧化铝：可溶性铝盐与氨水。例如，Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 2.物理性质：白色，难溶于水的固体。

Δ

3.化学性质：①加热分解，2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O ②两性氢氧化物，Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 4.应用：胃酸中和剂，净水等。

课后反思：

本节课通过教师讲解，播放实验视频等教学环节，主要学习了氢氧化铝的制备、物理性质以及化学性质，还了解了氢氧化铝的应用，目的在于培养学生学习化学的兴趣，帮助学生形成科学探究的思维，学以致用。

篇2：氢氧化铝制作过程教案

作为国内多家氧化铝生产企业提供氧化铝生产过程计算机智能化控制管理技术的公司，我公司是一家具有氧化铝生产过程控制软件证书及著作权证书的软件企业，能提供集过程控制系统设计、系统集成、软件开发、安装调试等服务为一体的氧化铝企业生产信息化领先综合技术提供商。

其核心控制技术有：原料磨固液配比控制、溶出闪蒸热平衡控制、分解分级中间级降温控制、产出率控制、气态悬浮焙烧炉焙烧氢氧化铝过程的工艺模型及控制技术等，以及氧化铝厂生产管理系统。

篇3：氢氧化铝制作过程教案

关键词：氧化铝,企业生产,集散控制系统 (Distributed Control System)

集散控制系统 (Distributed Control System) 是如今常见的一种控制系统, 广泛的应用于各领域的生产工作中, 尤其在氧化铝的生产中, 集散控制系统表现出良好的控制能力, 能够应付复杂多变的氧化铝的生产流程, 并且在计算机技术的支持下, 在一定程度上提高了氧化铝生产的工作效率, 从而提高相关企业的经济效益。本文将立足于氧化铝的生产工艺流程, 结合实际工作情况, 提出具有参考价值的控制措施。

1 DCS控制系统的特点

1.1 控制功能齐全

相比传统的控制系统, DCS控制系统在算法上表现得更为出色。不但很大程度上丰富了控制算法, 还加入可编程的控制功能, 实现了顺序控制、批量处理为一体的控制系统。能够连接不同的网络系统, 并储存生产过程中的各种参数, 这些先进的控制手段, 决定了DCS控制系统的领导地位[1]。

1.2 开放性

开放性是DCS控制系统最关键的特点, DCS控制系统可以通过现场控制站, 实现对厂区的高级控制与故障诊断, 从而完全实现信息化的传输, 一定程度上扩展了系统功能, 加快了厂区之间的信息传递的速度, 大大提升生产的效率。同时, DCS控制系统建立在局域网之上, 因此具有良好的灵活性, 能够通过通信网络随时查看生产过程, 对氧化铝的生产加以控制。

1.3 高可靠性

DCS控制系统能够实现手动控制与自动控制的来回切换, 一定程度上, 提高了DCS控制系统在生产过程中的可靠性, 因为某一台控制系统出现故障, 不会影响其他计算机的控制系统, 每一个控制系统相互连接, 又彼此独立, 能够完成较为特殊的工作。这种结构使DCS控制系统在生产中表现出良好的连续性, 一定程度上减少了系统故障的损失, 提高了氧化铝生产的抗风险能力[2]。

1.4 易于维护

各工作站之间的信息传递都依靠专用的计算机, 因此一旦出现计算机故障的情况, 相关维修人员迅速能够判断故障计算机的位置, 并在短时间内对故障加以排除, 由于DCS控制系统的易于维护的特点, 也提高了系统运行的稳定性。

2 氧化铝生产工艺流程DCS控制

2.1 氧化铝的生产工艺流程

氢化铝的生产过程是一个较为复杂的系统。首先要在生料浆制车间进行无聊的比例调配, 氧化铝的生产过程主要用到四种原料, 分别是铝土矿、石灰、生料煤、碱粉。其中铝土矿需要经过较为复杂的破碎化环节, 使氧化铝的原材料在原料磨制的工作中达到稳定性的要求。生料浆指标影响着氧化铝的品级。因此需要在专家的指导下, 把物料进行反复的调配, 之后再送入烧成窑烧制, 在经过一系列工序之后, 能够得到合格的氧化铝。[3]需要注意的是, 氧化铝在冶炼的过程中, 容易受到一些因素的影响, 这对相关技术人员的工作水平提出较高的要求。首先应当在保证氧化铝质量的前提下简化工序, 繁杂的工序给生料浆的指标带来一定的影响, 从而导致配料效率低, 给氧化铝生产的控制工作造成不利的影响。

2.2 DSC控制系统体系结构

研究氧化铝生产过程中DSC控制系统的应用, 首先要从DSC控制系统体系结构入手, DSC控制系统的主要一个主机将所有车间连接在一起, 能够通过计算机对氧化铝生产过程中每一个环节加以控制, 从而规避氧化铝因为控制系统的失误造成的影响。DSC控制系统是一个完整的系统, 由继电保护装置、控制电源冗余、数据服务器组成, 从而完成对分解车间、沉降车间、原料车间、溶出车间、蒸发车间、过滤车间的调度。

2.3 DSC控制系统组态

DSC控制系统组态是指在生产过程中, 利用DSC控制系统强大的计算功能, 进行不同的组态设计, 从而满足不同用户的需求。DSC控制系统最大的功能, 是与厂区的不同设备直接连接, 从而在同一的规划下, 完成对系统数据的控制。一方面, DSC控制系统是氧化铝生产的信息组态与操作组态, 因此整体规划将影响DSC控制系统在氧化铝生产过程中的应用效果, 要求相关工作人员能够建立控制站, 从而完善氧化铝生产过程[4]。

2.4 系统组态

DSC控制系统主要利用网络构架与系统集成, 从而完成复杂的工序。一方面, DSC控制系统能够进行不同厂区之间的灵活切换, 并且保证不同工作环节的独立性, 这是DSC控制系统优于其他控制系统的关键。另一方面, DSC控制系统能够通过生产信息管理系统, 将组态传送到总机, 完成对整个厂区的无缝融合, 使各信息站的管理有序的进行。DSC控制系统在氧化铝之中具有重要的地位, 因此需要相关工作人员定期的进行维护, 从而增加DSC控制系统的稳定性, 在日常的氧化铝的生产工作中, 保证管理人员对生产环节的控制, 这是提高氧化铝生产经济效益的有效途径。要求相关维护人员能够定期的, 针对DSC控制系统的数据站组态、信号点的组态进行维护, 从而保证总体信息组态的健全。

3 结语

通过对DSC控制系统的应用, 使氧化铝的生产过程得到进一步的革新, 首先表现在生产工序的简化, 其次还提升了氧化铝生产的工艺水平, 从而在安全生产良好秩序的保证下, 提高产品的质量, 提升相关企业的市场竞争力。

参考文献

[1]庄玺睿, 张航.浅谈氧化铝生产过程DCS控制系统[J].轻金属, 2012 (10) :58-62.

[2]刘强.PLC、DCS及FCS在中小型冶金生产过程控制系统中的应用[J].电子制作, 2015 (10) :228-229.

[3]黄其杨.罗克韦尔自动化Plant PAX系统在氧化铝生产中的应用[J].自动化博览, 2015 (06) :106-108.

篇4：氢氧化铝制作过程教案

关键词：拜耳法；氧化铝；能耗；溶出工序；蒸发工序

中图分类号：TF80 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）20-0090-02

1 拜耳法生产氧化铝

1.1 拜耳法生产氧化铝的原理

拜耳法是生产氧化铝的主要的工业方法。它的原理是基于拜耳在1889年和1892年分别提出的两个基本原理，它们分别是：（1）种子分解法原理：采用氢氧化铝晶粒作为铝酸钠溶液分解的种子；（2）溶出工艺原理：在氢氧化钠溶液中，铝土矿所含的氧化铝能溶解为铝酸钠。现在工业生产上所用的拜耳法生产氧化铝的工艺也是基于上述两个基本原理的：将铝土矿中的氧化铝用强碱溶液溶解，从而得到铝化钠溶液，再对上述溶液降温、加晶种、搅拌，分解出氢氧化铝，同时分解后氢氧化钠碱溶液作为母液，再通过加压溶解新一批的铝土矿，此交替过程可由下式清楚地表示出来：

1.2 拜耳法生产氧化铝的工艺过程

各个工厂应用拜耳法生产氧化铝的工艺因为铝土矿的具体成分的不同而稍有差别，但是基本流程是相同的，包括的主要生产过程为：（1）将铝矿粉碎后与氢氧化钠按一定比例混合，经过细磨制得原矿浆；（2）在溶出器设备中，高温、高压、高碱的环境下处理原矿浆，使氧化铝溶出；（3）稀释压煮矿浆，在沉降槽中分离赤泥和铝酸钠溶液；（4）过滤纯化分离后的铝酸钠溶液，冷却、加晶种、结晶析出氢氧化铝；（5）将所得氢氧化铝进行分类：细粒的作为晶种，送往分解槽，粗粒的进行焙烧；（6）高温焙烧氢氧化铝得到氧化铝；（7）蒸发分解母液到一定浓度，补加一部分苛性碱再进行配料，为下一批生产做准备。

2 拜耳法生产氧化铝的能耗分析

分析上述生产流程可知：拜耳法生产氧化铝的工艺过程主要采用的能源包括：蒸汽、电、水、压缩空气、燃料。这些能源所用的量的比例如下表1所示：

依据表1可以看出：蒸汽消耗所占比例是最大的，所以说，减少蒸汽量对于拜耳法氧化铝生产过程中的节能具有十分重大的意义。并且，在生产过程中，预处理、溶出、蒸发、氢氧化铝过滤、分离洗涤赤泥等各个工序中都用到了蒸汽消耗，所以下面对各工序中所消耗的蒸汽量进行比较，从而找到节能的切入点。

依据表2可以看出：在蒸汽的消耗中，溶出和蒸发两个过程就占到了67%，是蒸汽消耗的主要工序，所以要想降低整个过程的能源消耗，可以从降低溶出和蒸发两个工序的蒸汽消耗方面考虑。

3 拜耳法生产氧化铝的节能措施

从上述能耗分析可知：溶出工序和蒸发工序的蒸汽消耗是整个拜耳法氧化铝生产过程中最大的一部分能量消耗，所以，降低溶出工序和蒸发工序的蒸汽消耗，能有效地降低整个生产过程的能耗。所以下面主要对溶出和蒸发工序进行节能分析，并结合其他重要工序，讨论拜耳法生产氧化铝的节能措施。

3.1 溶出工序的节能

溶出工序是将矿浆中氧化铝充分溶出的过程，在此过程中利用的是新蒸汽加热，并且产生的二次蒸汽再去预热其他低温矿浆。在此过程中可以采取的节能措施为：（1）提高热源与矿浆的传热效率：通过增大传热系数和尽量减少管道结疤来提高传热速度。传热系数可以通过套管预热、外层蒸汽和控制浆流速度等方法来增大，管道结疤可以通过一定的清洗技术（例如：高压清洗或化学清洗）来定期清理；（2）提高热量的循环率：这就要求对闪蒸降温过程中所产生的二次蒸汽要进行充分的利用，可以通过两方面来达到目的，一是增加闪蒸级数，二是把握好闪蒸过程中的料位，控制好闪蒸过程的压力，从而提高闪蒸操作水平；（3）提高溶出效率：通过增加反应釜的个数和延长溶出时间来实现。

在实行溶出工序节能的措施前，必须先保证溶出效果，因为这样能有效地预防沉降跑浑的现象。影响溶出效果的因素包括：反应时间、溶出温度、循环母液浓度、搅拌强度、矿石的粒度等。

3.2 蒸发工序的节能措施

蒸发工序中所消耗的能量来源于新蒸汽，此过程是蒸发浓缩分解母液再重新循环利用。在此工序中可以采取的节能措施为：（1）通过最优化的方法确定蒸发效数：蒸发效数越多，单位蒸水量所消耗的新蒸汽越少，从这方面来说，蒸发效数的增加使得新蒸汽的经济性增大。但是，在蒸发效数增大的同时，所需的蒸发器的数量也增多，这就使得设备投资增大，所以，蒸发效数对设备投资费用的影响与对新蒸汽的影响是相悖的，所以，应该充分考虑未来能源的价格趋势与当前设备的投资，通过最优化的方法来确定蒸发效数；（2）使母液和精液之间能够充分的换热：这样就使得热量交换可以在母液和精制液体之间进行，节省了蒸汽消耗；（3）增加高效的闪蒸装置：闪蒸设备的增加可以提高蒸汽的利用率。拜耳法生产氧化铝可以根据原料的不同，来适当增加闪蒸装置，采用蒸发器和闪蒸器结合的方式，来提高蒸发器的产能，从而降低能耗；（4）采用超声波防垢技术：超声波可以粉碎垢质、改善成垢物质的流变性、在垢质和管壁间产生剪切力使垢质脱落。所以采用超声波技术可以有效地减少蒸发过程中的积垢，使蒸发器的使用周期加长，提高产能。

3.3 其他工序的节能措施

在分离与洗涤赤泥的工序中，减少赤泥洗水，就能提高溶出矿浆的碱液浓度，这既能降低沉降过程中氧化铝的水解损失，也使母液的浓缩度减小，这就能降低蒸发工序负荷，减少所用蒸汽量；在焙烧工序中，氢氧化铝要经过焙烧炉的焙烧才能脱去水得到氧化铝。当前所用焙烧炉多为气体悬浮焙烧炉和循环流态化焙烧炉，已经能很高效地使用热量了，但是焙烧炉排放大量的高温的烟气，这些烟气的热量占焙烧所消耗的总烟量的30%以上，所以，合理地利用这些烟气能很好地节约能耗，这些烟气可以为其他工序提供热量。

4 结语

溶出工序和蒸发工序的蒸汽消耗约占到总能耗的40%，是能量消耗中最大的一部分，所以，减少这部分能耗能有效地降低拜耳法氧化铝生产过程的能量消耗，降低生产成本。本文提出了一些可行的措施，希望相关工作者能够继续加强对此方面的研究，力求将能耗降到最低，使企业获得最大的利润。

参考文献

[1] 王占兴，李志国，肖枫.拜耳法生产氧化铝过程中几个节能措施分析[J].轻金属，2011，（5）：22-24.

[2] 吕瑞.拜耳法氧化铝生产节能探讨[J].当代化工，2012，（5）：509-512.

[3] 侯鑫.拜耳法氧化铝溶出的原理和工艺[J].应用技术，2013，（3）：197-198.

[4] 王莉红.浅析提高拜耳法循环效率的措施[J].工艺节能，2011，（4）：29-32.

篇5：氢氧化铝制作过程教案

合作探究体验过程

——《铝的氢氧化物》探究性学习课剖析

洪云龙

（广东省雷州市第三中学广东雷州524200）

摘要：通过对《铝的氢氧化物》课例剖析，了解探究性学习的过程，体验实验和探究的乐趣，培养学生热爱科学，崇尚科学的态度。

关键词：探究性学习； 合作探究 ； 体验过程

长期以来，化学教学重结论，轻过程，注重间接经验的传播，轻视亲身体验所获得的经验，学生缺乏动手实践和探究的机会，分析解决问题和合作交流的能力得不到锻炼，学生动手操作能力和综合解决问题的能力较差。要解决这一问题，必须改变学生的学习方式，注重在化学课堂教学中引导学生进行探究性学习。

在化学必修1《铝的氢氧化物》这节课中，笔者根据“用教材教，不是教教材”理念，对教材内容大胆处理、重新设计，整节课让学生围绕一个探究问题展开探究性学习，合作探索，体验过程，在探究中发现新问题，在探究中实现对Al(OH)3制备方法及Al(OH)3两性的总结与学习。

学习目标：

初步了解探究性学习过程及实验方案的设计，通过实验探索，掌握Al(OH)3制备方

法及Al(OH)3的两性，体验实验和探究的乐趣，培养学生热爱科学，崇尚科学的态度。

教学重点及难点：

重点： Al(OH)3制备方法及Al(OH)3的两性。

难点：氢氧化铝的两性。

一、回顾知识，提出问题

教育家陶行知曾说：“发明千千万，起点是一问。”问题是思维的前提，是科学探究的源泉，是培养学生思维的金钥匙，是教学过程的起始和归宿。当已有知识不能解决新问题时会出现一种心理困境，要摆脱这种困境就必须努力拟出有效的活动策略，以求达到解决问题的目的。因此，在化学课堂中应努力设计恰当问题，通过问题引起学生的认知冲突，诱导学生积极探索。

在《铝的氢氧化物》一课中，笔者经过认真研究，决定先设计三个简单问题，帮助学生复习学过的知识，在此基础上提出一个探究问题。

问题：

1、从初三化学酸、碱、盐角度看，Al(OH)3属于哪类物质？该类物质有何性质？

2、从所属物质种类看，Al(OH)3可能有哪些性质？

3、前面我们学过的铝土矿提取铝的工艺流程共有几步？每一步的反应原理怎

样？同学们能写出相关的化学方程式吗？

第1、2问题让学生根据初中化学知识充分讨论，然后教师总结。目的是先使学生对Al(OH)3的性质有个初步认识，为进一步引出Al(OH)3两性的学习作些准备。

第3问题所涉及的化学方程式要先让学生动笔练习，教师巡视，然后请一位学生在黑板上写出并让大家评价。目的是为后面的探究作些知识铺垫。

在学生回顾旧内容后，笔者正式提出一个探究问题：

根据所学过的化学原理，思考实验室制备氢氧化铝可能有几种可行方法？请同学们提出假设并设计制备方案。

学生顿时情绪兴奋，自主探究欲望被充分调动起来。

二、分组探究，提出假设

依据“组内异质，组间同质”原则，将全班学生按性别、成绩、能力等方面不同分成甲、乙、丙、丁四个小组。组内异质为互助合作奠定基础，组间同质又为保证各组公平竞争创造条件。小组成员的座位是邻位，以方便完成合作探究任务；每组设一名组长、一名汇报员，以利于调动组内学生积极性，充分发挥各自潜能。

笔者要求每个小组都提出一个假设，首先由组长主持在小组内进行讨论。小组成员依次发言，各抒己见。在组内达成共识的基础上，由汇报员集中小组意见统一向全班陈述，提出假设。

甲组、乙组根据“复分解反应中有沉淀生成的发生条件”，提出了甲、乙假设；丙组同学认为，铝土矿提取铝的工艺流程：溶解过滤酸化过滤灼烧电解，其中第三步酸化是通入过量CO2析出Al(OH)3，因而提出丙假设；而丁组同学认为工艺流程第三步用酸酸化，那么除了可选CO2（实则H2CO3）外，也可选其他酸如盐酸，于是提出了丁假设。如下：

甲组假设：用氯化铝溶液与氨水制备；

乙组假设：用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液制备；

丙组假设：二氧化碳通入偏铝酸钠溶液制备；

丁组假设：用偏铝酸钠溶液与盐酸制备。

三、设计方案，动手实验

为了验证假设，笔者指导各组学生设计实验方案。为了更好地暴露Al(OH)3两性问题，引起学生认知冲突，我特意要求甲组学生加入氨水时要用胶头滴管逐滴加入；乙组、丁组加．．．．．．

氢氧化钠溶液或盐酸时要用倾倒法一次性加入，充分振荡，且不限量（即一定量），可多可．．．．．．．．．

少。

甲组方案：取一支洁净的试管，注入2～3mL2mol/L氯化铝溶液，逐滴加入6mol/L氨．．

水至过量，制备Al(OH)3，观察、记录实验现象。．．

乙组方案：取一支洁净的试管，注入2～3mL2mol/L氯化铝溶液，用倾倒法一次性加入．．．．．．

一定量的6mol/L氢氧化钠溶液，充分振荡，制备Al(OH)3，观察、记录实验现象。．．．

丙组方案：在启普发生器中加入大理石和稀盐酸，产生的气体经净化后慢慢通入到盛．．

有2～3mL2mol/L偏铝酸钠溶液的试管中，制备Al(OH)3，观察、记录实验现象。

丁组方案：取一支洁净的试管，注入2～3mL2mol/L偏铝酸钠溶液，用倾倒法一次性加．．．．．．入一定量的6mol/L稀盐酸，充分振荡，制备Al(OH)3，观察、记录实验现象。．．．

方案确定后，学生以小组为单位，人人动手，通过实验获取实验事实与证据，来验证假设、探明结果，从而亲身体验知识的获得过程。

四、暴露新问题，再假设再验证

甲组同学一滴入氨水，马上产生沉淀，滴入氨水越多，沉淀也越多，当沉淀达最大程度时，无论再怎么滴入氨水，沉淀都不会变化，证明该组假设合理，能制备Al(OH)3；丙组同学在慢慢通入CO2过程中，发现随着CO2量的增加，沉淀越来越多，当沉淀达最大程度时，无论再怎么通入CO2，沉淀都不会变化，也证明该组假设合理，能制备Al(OH)3。

而乙组和丁组则出现奇怪现象：部分同学能制备出Al(OH)3，而部分同学却不能，实验结果与学生的假设发生了冲突。这时，笔者启发学生：当加入试剂的量有什么特点时，能制备出Al(OH)3？而当加入试剂的量又有什么特点时，不能制备出Al(OH)3？学生通过仔细观察与思考，回答：当加氢氧化钠或稀盐酸量少时，能制出Al(OH)3；当加氢氧化钠或稀盐酸量多时，不能制出Al(OH)3。

笔者接着引导学生：为什么当加氢氧化钠或稀盐酸量多时，就不能制出Al(OH)3呢？请同学们提出假设并设计方案验证。

乙组提出假设：开始有Al(OH)3生成，后来被多余的NaOH溶液溶解了；

丁组提出假设：开始有Al(OH)3生成，后来被多余的稀盐酸溶解了。

如何验证假设呢？

乙组设计实验方案：将甲组制得的Al(OH)3装在一支试管里，向试管逐滴加入6mol/L NaOH溶液直至过量，观察、记录实验现象。

丁组设计实验方案：将丙组制得的Al(OH)3装在一支试管里，向试管逐滴加入6mol/L

盐酸直至过量，观察、记录实验现象。

五、分析交流，得出结论

学生对所收集的证据进行综合分析，看看实际结果是否与假设一致，从而得出结论；并将结论在全班交流，暴露思维过程，锻炼表达能力。

通过分析、比较甲、乙两组方案，得出结论：

Al(OH)3难溶于弱碱，易溶于强碱。乙组方案若加入的氢氧化钠过量，沉淀会溶解；甲组方案即使氨水加至过量沉淀也不溶解。所以制备Al(OH)3，甲组方案优于乙组方案。

通过分析、比较丙、丁两组方案，得出结论：

Al(OH)3难溶于弱酸，易溶于强酸。丁方案若加入的盐酸过量，沉淀会溶解；丙方案即使二氧化碳通至过量沉淀也不溶解。所以制备Al(OH)3，丙组方案优于丁组方案。

综合起来，制备氢氧化铝可以采用的方法：

1氯化铝溶液中加入氨水：Al3++3NH3·H2O == Al(OH)3↓+3NH4+ ○

2偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳：AlO2 + CO2 + 2H2O == Al(OH)3 ↓+ HCO3-○-

通过实验得知：Al(OH)3既能与强酸反应，又能与强碱反应，是两性氢氧化物。

1与强酸反应：Al(OH)3 + 3HCl == AlCl3 + 3H2O ○

Al(OH)3+ 3H == Al+ 3H2O

2与强碱反应：Al(OH)3 + NaOH == NaAlO2 + 2H2O ○+3+

Al(OH)3 + OH== AlO2 + 2H2O--

为深化学生对Al(OH)3两性的认识，笔者再设计几个问题，让学生课后探究：

1.向AlCl3溶液中不断滴加NaOH溶液；向NaOH溶液中不断滴加AlCl3溶液，试分别描

述实验现象并分析现象产生的原因。不用任何试剂能将AlCl3溶液和NaOH溶液鉴别出来吗？

2、向NaAlO2溶液中不断滴加稀盐酸；向稀盐酸中不断滴加NaAlO2溶液，试分别描述

实验现象并分析现象产生的原因。不用任何试剂能将NaAlO2溶液和稀盐酸鉴别出来吗？

3、在前节课学习提取铝的工艺流程中，为什么选用二氧化碳酸化而不用盐酸酸化？ 这节课运用探究性学习方式进行教学，学生学习化学的主动性增强了。通过探究问题，学生初步了解实验方案的设计，并体验了科学探究的过程，获得知识与技能、情感态度与价值观的发展。探究性学习能使学生在亲身实践中获得知识。只有从实践中获得的知识，才能更容易理解和记忆，才更容易被应用到实践中去。

参考文献

[1] 刘儒德.课堂中探究性学习的过程[J].北京教育,2003,（10）:33-34

篇6：氢氧化钠的探究教案(王桂枝)

氢氧化钠的探究教案(王桂枝)

氢氧化钠的探究教案(王桂枝) 高效课堂 -03-23 11:04:01 阅读49 评论0 字号：大中小 教学设想: 本课围绕氢氧化钠固体或溶液变质的问题，引导学生派生出“它是否变质?变成了什么的物质?如何检验烧碱固体或溶液是部分变质还是全部变质?如果变质,如何将杂质除去?如果变质,变质的程度是多少?”通过这些真实问题的解决，学生的自我探究和综合应用知识的能力进一步得到了发展，使学生再一次经历科学探究的一般过程和方法的锻炼。 教学目标: 进一步深化氢氧化钠与二氧化碳反应的性质及相关物质的性质和转化关系的认识，并且可以复习巩固酸碱盐的部分化学性质和学会一些除杂的方法。 培养学生综合化学方程式计算的能力。 培养学生运用知识解决实际问题的能力和进行科学探究的方法与实验探究的能力。 激发学生开展科学探究和学习化学的兴趣。 探究方法:创设情境、兴趣引导、实验探究。 教学过程: 创设情境，把一瓶敞口放置了几天的NaOH展示给学生观察，观察完后学生对这瓶敞口放置的NaOH固体产生了浓厚的兴趣，提出了各种各样的问题：①这瓶NaOH固体是否变质了?如果变质了，变成了什么物质?怎么检验是否变质?②这瓶NaOH固体是否全部变质了?③如果未全部变质，如何除去杂质得到较纯净的NaOH?④如果变质，变质程度是多少? 探究过程： 问题一：这瓶NaOH固体是否变质?如果变质了，变成了什么物质?怎么检验是否变质? 猜想与假设：这瓶NaOH固体已经变质。(根据氢氧化钠的性质，NaOH固体易潮解，然后会与空气中的二氧化碳反应：即2NaOH+CO2== Na2CO3+H2O) 设计实验：因为变质后生成了Na2CO3，所以是否变质关键就是是否含有Na2CO3。根据Na2CO3和NaOH的性质区别，如何使用不同类型的试剂来加以鉴别。 完成实验： 操作 现象 1.取少量敞口放置的NaOH固体于烧杯中，加水溶解，取少量于试管中。 得到无色透明溶液 2.用滴管向上述溶液中滴加鉴别的所需的各试种剂 学生纪录所产生的现象 分析总结：从实验现象上分析固体变质生成了碳酸钠，所以氢氧化钠变质了。 实验情景：将已经变质的氢氧化钠固体配成溶液后，滴入少量稀盐酸，并没有观察到有气泡冒出。小红百思不得其解，请你帮她想想问题的所在。 问题二：如果变质，那是全部变质还是部分变质呢? 猜想与假设：由于只是放置了一段时间，有可能是部分变质也可能是全部变质。 设计实验：碳酸钠溶液是呈碱性的，不管有没有变质，溶液都呈碱性，所以不可以用酚酞。因此，要检验有氢氧化钠，必须先除去碳酸钠，如果溶液还显碱性，那么肯定是含氢氧化钠。但是在除去碳酸钠的同时不能引进新的碱性的物质，否则就不能确定是氢氧化钠使得溶液呈碱性。 完成实验： 操作 现象 1取一定量的.变质的NaOH固体于试管中加水使其全部溶解 得到无色溶液 2.向上述溶液中滴加氯化钙或硝酸钡溶液，至不再产生沉淀为止 有白色沉淀生成 3.将2中的溶液静置后，取上层清液于另一支试管中，滴加几滴无色酚酞。 无色酚酞变红或不变红 分析总结：根据滴加无色的酚酞是否变红，得出其中是否含有NaOH，从而确定是部分变质还是全部变质。 问题三：某变质的NaOH固体中含Na2CO3，如何除去NaOH固体中的Na2CO3? 设计实验：由于NaOH和Na2CO3在组成上的不同，可加某种试剂除去其中的CO32-即可。除杂不能引进新的阴离子，所以一般采用可溶性碱溶液。 完成实验： 操作 现象 1.将部分变质的NaOH固体倒入烧瓶中，加水使其全部溶解。 无色溶液 2.向烧杯中加入氢氧化钡溶液，或澄清的饱和石灰水直至不再产生沉淀为止。 白色沉淀 3.将2中溶液静置后过滤。 沉淀留在滤纸上，得无色滤液 4.将3中滤液蒸发结晶。 白色固体 问题四：NaOH固体变质了多少，即变质程度。 设计实验：甲组同学：称取16.40g样品，放入足量的盐酸直到反应停止，共收集到4.40g二氧化碳。 乙组同学：称取16.40g样品，加水配成溶液，向溶液中加入过量的澄清石灰水。过滤、洗涤、干燥，共得到白色沉淀10.00g。 【解决问题】 (1)乙组同学判断石灰水是否过量的方法是________________ ; (2)根据两组同学的实验结果，请你帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量分数：_______。(请写出计算过程 Ca:40 C:12 O:16 H:1 Na:23) 拓展应用 1：研究性学习课题：探究实验室中久置的NaOH的变质程度。 [研究方案]先称取13.3克的NaOH样品(杂质为Na2CO3),配成溶液，然后向溶液中逐渐滴加质量分数为14.6%的稀盐酸,根据生成CO2的质量测定Na2CO3的质量.从而进一步确定样品中NaOH的变质程度。 [解决问题]实验测得加入稀盐酸的质量与产生CO2气体的质量 关系如右图所示。填写下表：(计算结果保留小数点后一位) NaCO3质量/g 变质NaOH的质量/g NaOH变质的程度 (用质量分数表示) m(CO2)/g NaCO3质量/g 变质NaOH的质量/g NaOH变质的程度 (用质量分数表示) 2.2 0 25 50 75 m(盐酸)/g 计算样品中碳酸钠的质量，变质的氢氧化钠的质量，氢氧化钠的变质程度。 [继续探究]计算实验过程中与NaOH反应消耗盐酸的质量。 [发现问题] 根据“与NaOH反应消耗盐酸的质量”，对照图象，你发现了什么问题? 2：小刚在化学实验室发现，盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。小刚叫来小军和小红，共同探究这种白色粉末的成分。 他们依据所学的化学知识，对这种白色粉末的成分作了如下猜想：①可能是NaOH;②可能是Na2CO3;③可能是NaOH与Na2CO3的混合物。 查阅资料发现：Na2CO3溶液呈碱性，能使酚酞试液变红;常用BaCl2溶液来检验CO32-的存在。 为了验证猜想，他们分别做了下面的实验。 (1)小刚取少量白色粉末，滴加稀盐酸，有气体生成。由此小刚认为白色粉末是Na2CO3。请判断小刚所得结论是否正确，并简述理由：_______________________________________________________。 (2)小军取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液变成红色。由此小军认为白色粉末是NaOH。请判断小军所得结论是否正确，并简述理由：____________________________________。 (3)小红取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。由此判断白色粉末中含有_________。为了验证猜想③，小红继续向溶液中滴加BaCl2溶液至不再产生沉淀，然后过滤。你认为她接下来还应进行的实验是_________;在小红所做的实验中，若把BaCl2溶液换成Ba(OH)2溶液是否可行?请简述理由__________________________。

篇7：氢氧化铝制作过程教案

第2课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应

【教学目标】：

1、通过学习钠、铝、铁分别与水的反应，找出与水反应的相同点和差异

2、根据钠、铝、铁与水的反应情况差异，找出其本质原因 【教学重点难点】：钠与水的反应、铝与氢氧化钠溶液的反应 【教学过程】

【板书】

二、金属与水的反应

【讲述】钠除了能与氧气反应之外，能否跟水反应呢？其他的金属能否与水反应呢？这节课我们就来探究金属与水反应的问题。我们来做一下钠与水反应的实验，看看钠到底能不能跟水反应呢？反应又能生成什么物质？

【演示实验1】 在小烧杯中加入约1/2的水，滴入1～2滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，盖上表面皿，观察现象。

★观察时应注意几方面内容：钠在水中的哪个部位反应，形态有何变化，如何运动，发出怎样的声音，溶液颜色有何变化？

实验现象：

1、钠投入水里后，浮在水面上

2、钠立即跟水反应，并有气体产生，同时钠熔化成闪亮的小圆球。

3、小圆球在水面上向各个方向迅速游动

4、有嘶嘶的声音发出，最后小圆球消失

5、反应后的滴有酚酞的水溶液变红色 实验结论：

1、因为钠的密度比水小。

(浮)(熔)(游)

2、钠与水的反应是放热反应，且钠的熔点较低

3、钠与水反应产生气体，推动小球迅速游动；

4、产生的氢气与水摩擦、与空气中的氧气化合、反应放热等，从而发出响声。(响)

5、说明钠与水反应生成了碱

(NaOH)

(红)【说明】：①钠与水的反应是氧化还原反应，钠是还原剂，水是氧化剂，其

/ 6

电子转移：

失去2×e0+1－，被氧化2Na + 2H2O2NaOH + H2↑－得到2×e，被还原+10

②钠与水的反应是钠原子和水电离出来的氢离子反应即该反应属于离子反应。

其离子方程式： 2Na+2H2O2Na++2OH－+H2↑

③钠的保存：实验室中的钠需保存在煤油中，其原因有：（1）钠与空气中的氧气反应；（2）钠与水反应；（3）钠不与煤油反应，且其的密度大于煤油的密度。

【思考】根据金属活泼顺序，钠排在铜的前面，那么金属钠能否从CuSO4溶液中置换出单质铜？推测可能出现的现象。

【演示实验2】在烧杯中加入约20ml的CuSO4溶液，将切好的钠投入到其中，盖上表面皿，观察现象。

现象：除钠与水的反应现象外，还产生蓝色絮状沉淀

【结论】钠与盐溶液反应不能置换出金属，实际上是将钠投入盐溶液中，首先钠与水反应，然后生成的氢氧化钠再与盐反应生成难溶的碱。

【问题讨论】

1、钠既能与氧气反应，又能与水反应，那么钠应该如何保存呢？

隔绝空气，保存在煤油中

2、已知钠和四氯化碳不能反应，四氯化碳的密度比钠大，那么钠能否保存在四氯化碳中？

不能保存在四氯化碳中，浮在上面

3、钠着火应该怎么扑灭？用水行吗？泡沫灭火器呢？

钠能与水反应，同时产生易燃的氢气并放出大量的热，钠也能在二氧化碳中燃烧，所以钠着火，不能用水、泡沫灭火器、干粉灭火器灭火，应用沙子压灭。

钠是活泼金属，能够和水反应，那么铁能否和水反应呢？平常我们何以用铁锅来煮水，说明铁是不能和冷水和热水反应的。但是能否与水蒸气反应呢？阅读课本P50的内容。

/ 6

【科学探究】

可用以下三种实验装置中的任意一种探究铁与水蒸气的反应。

【思考】铁与水的反应中，如果将实验中的还原铁粉换成铁片或铁钉，反应能否发生？

不能，铁钉与水蒸气的接触面积小。【小结】金属与水反应的规律是：

（1）K、Ca、Na等金属和冷水作用，生成可溶性碱和H2。2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑

（2）Mg和冷水反应缓慢，与沸水迅速反应，Al与冷水很难反应，与沸水能反应，生成不溶性碱和氢气。

Mg + 2H2O === Mg(OH)2 + H2↑

（3）Zn、Fe、Sn、Pb和高温水蒸气反应，生成不溶性氧化物和H2。3Fe + 4H2O(g)=== Fe3O4 + 4H2 Zn + H2O(g)=== ZnO + H2

（4）Cu、Hg、Ag、Pt、Au不与水反应。【板书】

三、铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应 【实验3—4】铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应 现象：均有气泡产生

方程式： 2Al+6H+=2Al3++3H2

（常温下与遇浓H2SO4，浓HNO3钝化，加热时反应不放出H2）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

【讲述】Al与NaOH反应的实质是Al的表面有一层氧化膜(氧化铝)，能与NaOH反应而除去，从而使铝裸露出来与水反应生成Al(OH)3，Al(OH)3和NaOH

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反应生成NaAlO2，促进Al和水的反应而溶解，因此水是氧化剂。该反应也可以分两步写出：

2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑ 2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O 失6e－2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑+ 4H2O得6e－

【应用】铝制容器不宜蒸煮或长时间盛放酸性、碱性或咸的食物。【课外阅读】铝对人体的毒性效应

铝是自然界最常见的元素，也是地壳中分布广泛，含量高达8.8%(质量分数)，仅次于氧和硅，多以硅铝酸盐的形式存在于矿物、岩石、粘土和土壤中，在生物体内铝的含量很少，被称为微量元素。过去很长时间内认为铝是无毒元素，铝对环境的污染，对人类健康的影响一直未被引起注意，但随着近代对铝矿的开采，炼铝工业的发展，铝及铝的合金和化合物已遍及国防、科研、工农业生产各个部门，并已进入千家万户。这一方面给人类社会带来了现代化的舒适和方便，但也给人类生活带来了一定的危害。

长期以来铝一直被认为是无毒元素，铝制烹调器皿、含铝膨松剂、发酵粉、净水剂的使用也均未发现铝的直接毒性，大剂量的口服含铝药物也无显著的毒性反应，也就是说铝无直接的毒性效应。但近几年的研究表明，铝可以扰乱生物体的代谢作用，造成长期地、缓慢地对人类健康的危害。

铝对土壤的污染可引起对植物的毒性效应，铝对水体的污染可引起对水生生物的毒性效应，这些毒性效应也可间接对人体产生毒性效应。下面就铝对人体直接产生的毒性加以简述：

一、铝进入人体的渠道

1、含铝净水剂的使用

自19世纪末叶美国首先将硫酸铝用于给水处理以来，一直被广泛应用，在最早时中国人也有用明矾净水的习惯。目前世界各国水厂多采用铝盐(如硫酸铝、明矾、聚硫酸铝、聚氯化铝)对饮用水进行净化，这些可溶性酸性的水(用漂白粉或氯气消毒的自来水)更易使Al3+溶出随饮用水进入人体。1983年美国国家环保局对200个水厂调查表明，用硫酸铝作为混凝剂的50%水厂自来水中含铝量在 4 / 6

0.12mg/L以下，未处理的水为0.96mg/L。1986年美国自来水协会调查表明，25%的水厂自来水均含铝0.2mg/L，处理水为0.25mg/L，而自来水中含铝量高达0.41mg/L的水厂中82%为用石灰调pH值，铝含量平均为0.026mg/L的水厂只有35%的石灰调pH。这表明水的净化处理技术对自来水中铝的残留量有很大的影响。

2、含铝膨松剂的作用

目前常用的膨松剂有明矾和磷铝酸钠(Na3Al(PO)4)2，在制作油条、粉丝等膨化食品时加入，随食用Al3+进入人体。

3、铝制炊具的不当使用

在使用铝制炊具时接触酸(醋)、碱、盐等也可以使大量Al3+溶出进入食物中。又如我们习惯用铝锅烧开水，此水中铝含量大于216g/L，最高可达4631g/L，比自来水和铁壶煮水高出9~190倍。

4、饮茶及含铝药剂的使用

饮茶虽有利健康，但多种茶叶中含铝量也很高，如绿茶含403.31g/L，红茶已含485.79g/L，花茶含319.06g/L，在茶叶的泡制过程中Al3+会溶出进入人体。血液透析时透析液含铝多，也可引起铝在体内滞留；长期使用氢氧化铝胃药也会造成铝在人体内的蓄积，但这不是主要的。

二、铝对人体的毒性效应

正常人体含铝量50~100mg，人体摄入的铝99.7%来自食品、饮水和饮料，每天从饮食中摄取铝平均45mg左右。进入胃肠道的铝吸收率为0.1%，大部分随粪便排出体外，少量的铝经肠道吸收人体。近10年来人们发现了铝的毒性，并引起了重视。普遍认为铝的毒性主要表现为对中枢神经系统的损害，临床上铝中毒的表现主要有铝性脑病、铝性胃病和铝性贫血等，老年性痴呆症的发生增多就与铝在体内的积累有关，医学研究发现该病的病人脑组织中含有高浓度的铝。将AlCl3注入猫脑等动物实验也证实了这一点。原因是神经元吸收铝后，铝进入神经核内，改变了细胞的骨架，影响染色体而产生病变，造成蛋白质的生化代谢的紊乱，导致痴呆病的发生。

铝在人体内还能干扰磷的代谢，铝在肠道内可与磷酸盐形成不溶性的AlPO4，阻止肠道对磷的吸收，从而使血液中和其它组织内磷的总量送还和，磷

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在生物体内起着举足轻重的作用，磷的缺少会引起机体的代谢紊乱，也会影响机体对钙的吸收，造成机体脱钙的现象，最终导致骨软化症。另外，Al3+能取代重要酶及生物分子上的Mg2+，与生物配体形成比Mg2+更稳定的化合物，抑制Mg2+依赖酶的活性。Mg2+对神经系统有抑制作用，低镁时神经肌肉兴奋性增强，因此，一旦Al3+取代Mg2+，将引起机体代谢的不平衡，造成神经系统等各方面的疾患。

总之，铝在人体中引起的毒性是缓慢的，长期的，不易觉察的，但是一旦发生代谢紊乱的毒性反应，则后果是严重的，是不可恢复的。

三、控制铝对人体危害的有效途径

(1)迄今为止，自来水工业普遍采用铝盐净化饮用水，国内现有生产方法制得饮用水含量比原水一般高出1~2倍，这对人体可能构成一定的不良影响，因此水的净化处理技术有待于进一步改进。

(2)少施或不施酸性化肥如硫铵[(NH4)2SO4]，氯化铵(NH4Cl)等，降低土壤的酸度，使Al3+尽量少释放，以免影响作物的生长。我国在这方面也多有改进，多生产尿素、碳铵等中性肥料和腐植酸类肥料。

(3)铝对环境的污染与酸雨有关，我国南方等地酸雨现象比较突出，酸雨可使工业含铝污泥和土壤中的铝转变为可溶性铝，从而给作物带来毒害及水体污染。我国正发展排烟脱硫的化学方法，控制SO2的排放，以便减少酸雨的降落。

(4)改良不合理的饮食习惯，尽量减少Al3+的人口渠道，丢掉传统油条膨松剂的使用，治疗胃病的药物尽量避开Al(OH)3的制剂，改用胃动力药。

篇8：氢氧化铝制作过程教案

目前,具有有序孔阵列结构的多孔阳极氧化铝(AAO)由于具有成本低、绝缘性好、孔洞分布均匀且孔径及厚度可控等优点,被广泛用作制备各种纳米结构及器件的模板。利用AAO作模板已成功制备出具有磁性、光电、热电及催化等性能的各种纳米结构材料[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10],如量子点阵列[7]、纳米线[8]、纳米管[9,10]等,因此,AAO模板的制备、控制合成及生长机制成为纳米材料研究中的一个重要方面。

AAO的研究较为系统,如氧化电压、氧化时间及电解液种类、温度和浓度对AAO孔形貌及排列的影响都已经被详细研究[11,12]。通过控制氧化过程中的参数,合成了具有Y形孔和分级孔结构的AAO,从而获得相应的新奇纳米结构[13,14]。由于氧化铝是两性氧化物,因此酸性或碱性溶液对AAO化学蚀刻常常被用来控制AAO的孔径和孔形,以合成新颖的纳米结构,如骨骼形碳管[15]。Z.H.Yuan等[16]通过蚀刻AAO合成了规则排列的氧化铝纳米柱[16];Z.L.Xiao等[17]采用NaOH腐蚀AAO获得了氧化铝纳米线和纳米管;H3PO4腐蚀Y形孔AAO制备出氧化铝纳米线和模板的复合结构[18]。

同时,AAO组装纳米材料后,在表征、性能测试以及进一步的应用中通常需要蚀刻去除AAO,因此非常有必要研究AAO的蚀刻过程和机制,这将有助于控制AAO的孔径、孔形和去除AAO。

本实验采用两步阳极氧化的方法合成AAO,AAO分别在H3PO4和NaOH溶液中进行蚀刻处理,通过观察蚀刻过程中的形貌变化来分析蚀刻过程和机理。

1 实验

高纯铝片(厚度0.26mm,纯度99.999%)经过退火、清洗后,在体积比为1∶4的高氯酸和乙醇溶液中进行电化学抛光,抛光电压为20V,时间为1～2min,整个抛光过程在冰水浴中进行。采用两步阳极氧化法制备AAO模板[19],氧化过程在0.3mol/L的草酸电解液中进行,电压为40V,温度约为10℃。

将AAO模板分别浸泡在体积比为1∶9的H3PO4溶液(约15%(质量分数,下同))和10%的NaOH溶液中蚀刻。H3PO4溶液中蚀刻时间分别为4min、6min、8min、10min、15min和20min,温度约为50℃。NaOH溶液中蚀刻时间分别为30s、60s、90s和120s,温度约为50℃。

利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察其形貌结构的变化。

2 结果及讨论

2.1 酸性蚀刻

阳极氧化法制备的AAO为非晶多孔结构与图1(a)—(d)所示的形貌类似。图1是在H3PO4溶液中蚀刻时间分别为4min、6min、8min、10min、15min、20min时AAO模板的SEM俯视图。从图1(a)-(d)可以看出,AAO模板保持原有的多孔形貌,孔径分别约为55nm、65nm、75nm和85nm。结果显示,随蚀刻时间的延长,相邻孔间的孔壁厚度逐渐减小,样品的孔径逐渐增大,扩孔速率约为5nm/min。当蚀刻时间达到10min时,从图1(d)中可以看出,除AAO的孔径增大外,还出现了穿孔现象,并形成一些蚀刻较为深的低凹区域,表明蚀刻过程中H3PO4溶液在扩大AAO孔径的同时也使AAO孔壁变薄。

从图1(e)中可以看出,当蚀刻时间延长到15min时,AAO表面逐渐形成直的沟状结构,把样品表面分为岛状或条状区域;如图1(f)所示,当蚀刻时间达到20min时,随着蚀刻时间的进一步延长,岛状或条状区域变小,孔阵列结构完全消失,成为一簇一簇的丘状物或网状结构。如图2所示,利用扫描电子显微镜进一步对丘状物放大观察发现,丘状物的底部呈现纳米线状结构,结合文献[18]已报道的结果可知,该线状结构是氧化铝纳米线。

2.2 碱性蚀刻

如图3(a)所示,当AAO模板在NaOH溶液中蚀刻30s时, AAO的孔径约为80nm,很明显NaOH溶液对AAO蚀刻扩大了模板孔径,与H3PO4溶液蚀刻结果一样存在扩孔过程。如图3(b)所示,当蚀刻时间为60s时,AAO出现不规则的沟状区域;如图3(c)所示,当蚀刻时间延长到90s时,沟壑变宽变长,稍大的沟壑几乎相互平行,部分区域无序;如图3(d)所示,对条状凸起区域局部放大,表面为不平整的多孔结构,与H3PO4溶液中蚀刻的结果类似,说明此时同样存在减薄AAO的过程;如图3(e)所示,当蚀刻时间达到120s时,样品的表面为一些杂乱的结构,这些结构由氧化铝纳米线构成,局部放大图见图3(f)。

2.3 蚀刻机理

在AAO模板蚀刻过程中,最初蚀刻使AAO孔径扩大,如图4(b)所示;随着蚀刻的进行,AAO孔径扩到大一定程度,相邻孔间的壁开始被蚀刻贯穿,破坏了AAO模板的孔阵列结构,如图4(c)所示;最后被完全蚀刻掉,而最近邻的3个孔间氧化铝壁较厚的区域则形成纳米线结构,如图4(d)所示。由于液体表面张力的作用,纳米线形成束状,见图1(f)。

同时,蚀刻在使模板孔壁溶解的过程中也会逐渐将AAO表面的氧化铝腐蚀。随着蚀刻的进行,开始破坏AAO表面的平整,并出现一些蚀刻较深的区域。由于AAO孔成行排列,使得刻蚀具有一定的方向性和选择性,如图5所示。沿B箭头所示方向被蚀刻成沟的机率远大于沿A箭头所示方向,因此蚀刻过程中会出现大量沟状结构,并呈现平行的趋势。

对比H3PO4溶液和NaOH溶液蚀刻得到的氧化铝纳米线结构发现,在H3PO4溶液中得到的纳米线束顶端出现丘状结构,可能是由于在H3PO4溶液中的蚀刻反应较NaOH溶液慢,在纳米线顶端形成一些胶体成分,使其在干燥过程中团聚形成丘状结构。

3 结论