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摘 要：在中学化学教材中，氧化铝是常见的两性氧化物，现行的教材均直接引入这个概念，而不通过实验予以验证，其原因为市售氧化铝难溶于酸或碱溶液。本文通过实验可以验证，在常温下制得的氧化铝与酸和碱反应效果较好，可用毛刷实验来制备氧化铝，或直接利用铝在常温下表面所生成的氧化膜，也可应用控制温度加热分解氢氧化铝凝胶的方法。
关键词：氧化铝；两性
氧化铝具有两性，是中学化学中的重要内容。但在现行的教材中，均直接引入氧化铝具有两性的特点，而不通过实验推导出来。其原因为市售氧化铝很难与盐酸或氢氧化钠溶液反应。为了给学生展示两性的特点，提高其学习兴趣，笔者通过多组不同的实验制备氧化铝，与盐酸或氢氧化钠溶液反应的实验，证明氧化铝的两性。
一、教材中引入氧化铝的方法
（1）人教版 “氧化铝难溶于水，却能溶于酸或强碱溶液中。它溶于碱时，生成物是偏铝酸盐和水。因此，氧化铝是一种两性氧化物。”Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，Al2O3+2OH=2AlO2+H2O。[1]
（2）苏教版“氧化铝是金属氧化物，可以与酸反应。Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O。氧化铝也能与氢氧化钠溶液反应，生成偏铝酸钠。Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。我们把既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。” [2]
（3）鲁科版“氧化铝也一样，既能溶于强酸溶液，也能溶于强碱溶液，氧化铝这类氧化物属于两性氧化物。两性氧化物既能与强酸反应，又能与强碱反应。” Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，Al2O3+2OH+3H2O=2[Al（OH）4]。[3]
由此可见，目前中学化学所应用的主要的教材，均直接告知氧化铝具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应。在新的教学模式下，提倡直观、启发式教学，应通过实验显示氧化铝的两性特点，提高学生主动学习的兴趣
二.查阅资料
氧化铝（Al2O3），工业Al2O3是由铝矾土（Al2O3·3H2O）和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法制备。
Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即
-Al2O3、 -Al2O3、 -Al2O3。其中结构不同性质也不同， 其中 型氧化铝不溶于水、酸和碱。 型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全部转化为 型氧化铝。
从上述资料可以看出，只有 型氧化铝才能溶于强酸和强碱，而市售的氧化铝均为 型氧化铝，这种氧化铝不溶于酸和碱， 型氧化铝只能在实验室现制现用。
三、实验制备
1.通过加热氢氧化铝凝胶制备氧化铝
为实验室最常见的制备 型氧化铝的方法。操作为氯化铝或者硫酸铝溶液加入浓氨水至生成的沉淀不再增加为止。过滤后，将得到的滤渣放在坩埚中灼烧，直到胶状氢氧化铝变成白色粉末——氧化铝为止。
通过反复实验，利用这种方法得到的氧化铝较难溶于盐酸和氢氧化钠溶液。
分析：根据资料， 型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得，而实验室的酒精灯火焰往往超过此温度范围，可导致 型氧化铝转变为 型氧化铝。
2.通过加热氯化铝晶体制备氢氧化铝
根据水解理论，在加热过程中，氯化铝晶体加热可水解成氢氧化铝，氢氧化铝再加热，分解成氧化铝和水。因此加热氯化铝晶体，可得到氧化铝。
通过实验证明，该方法得到的氧化铝，可以迅速溶于2mol/L的NaOH，但溶于盐酸的速率较慢（2mol/L的HCl需几个小时），在蒸馏水中几乎不溶解（说明氯化铝已经完全水解）
3.通过“毛刷实验”，可轻松制备易与酸和碱溶液反应的氧化铝
取一段铝箔，用镊子夹持上端，将下端（约5cm长）长浸入盛在试管里的热氢氧化钠溶液中（浓度为6mol/L），到反应出现大量气泡后取出。用流水冲洗干净后再将其浸入0.1mol/L的硝酸汞溶液中，待1～2min取出，立即用流水冲洗，并用滤纸吸干表面的水，然后将此铝条静置在玻璃片上，观察现象。可见铝条表面很快生成白色绒毛物质（氧化铝），并在一段时间内增长成毛刷状。这是因为铝表面与从硝酸汞中转换出的汞微粒形成铝汞齐，阻碍氧化铝保护层的生成，使铝不断被氧气氧化生成活性氧化铝[4]。
通过实验可证明，“毛刷实验”得到的氧化铝，可迅速溶解于2mol/L HCl和2mol/L的NaOH溶液中（溶于NaOH溶液的速度略快于溶于HCl中），完全可满足中学课堂演示实验的要求。
4.通過铝片直接在空气中生成的氧化铝薄膜间接实验
铝片在保存过程中，会与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜。因此，将铝片置于稀盐酸或者NaOH溶液中，开始无气泡，后期产生气泡的速率加快，这个现象足以说明致密的氧化膜（氧化铝）可以溶于强酸或者强碱溶液中。
5.控制温度加热氢氧化铝凝胶
由于实验1较难控制温度，容易出现温度过高，导致 型氧化铝转变为
型氧化铝。为了避免这种情况的出现，可采用控温加热的方法。最好将得到的氢氧化铝凝胶放在烘箱中，控制温度在140～150℃烘干。如无烘箱，也可采用油浴的方法控制温度。
通过这种方法得到的氧化铝，也能较快的溶于氢氧化钠和稀盐酸中。
四、实验结果分析
（1）市售的氧化铝粉末多为 型氧化铝，难溶于盐酸和氢氧化钠溶液，这是主流教材上不通过实验引入氢氧化铝具有两性的原因。因此，验证氧化铝具有两性的实验所用的氧化铝，要现用现制。
（2）通过“毛刷实验”制得的氧化铝，效果最好，但是所用的试剂硝酸汞在中学验室不常见，而且有剧毒。因此建议采用控制温度加热氢氧化铝凝胶的方法来制取，该方法制得的氧化铝溶于酸碱的速率比“毛刷实验”法的稍慢，但也能满足中学化学课堂上的要求。以上两种方法制备氧化铝，均要较长时间，需在课前提前制好留着上课用。也可采用铝片直接和酸或碱溶液反应，开始铝片表面没有气泡，后期气泡越来越多的现象说明铝表面致密的氧化膜（氧化铝）具有两性。
（3）对于部分基础较好的同学，可以向他们介绍有关 型氧化铝转变为
型氧化铝的相关知识，以及几种不同的制备 型氧化铝的方法比较，让他们拓展课本外的相关知识。
参考文献
[1] 宋心琦，普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）2008-300号.
[2] 王祖浩，普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）2014-343号.
[3] 王磊，普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）2014-343号.
[4] 贺红岩等，事有出因，说氧化铝[J]，化学教与学，2012年（11）；89，95.
关键词：氧化铝；两性
氧化铝具有两性，是中学化学中的重要内容。但在现行的教材中，均直接引入氧化铝具有两性的特点，而不通过实验推导出来。其原因为市售氧化铝很难与盐酸或氢氧化钠溶液反应。为了给学生展示两性的特点，提高其学习兴趣，笔者通过多组不同的实验制备氧化铝，与盐酸或氢氧化钠溶液反应的实验，证明氧化铝的两性。
一、教材中引入氧化铝的方法
（1）人教版 “氧化铝难溶于水，却能溶于酸或强碱溶液中。它溶于碱时，生成物是偏铝酸盐和水。因此，氧化铝是一种两性氧化物。”Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，Al2O3+2OH=2AlO2+H2O。[1]
（2）苏教版“氧化铝是金属氧化物，可以与酸反应。Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O。氧化铝也能与氢氧化钠溶液反应，生成偏铝酸钠。Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。我们把既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。” [2]
（3）鲁科版“氧化铝也一样，既能溶于强酸溶液，也能溶于强碱溶液，氧化铝这类氧化物属于两性氧化物。两性氧化物既能与强酸反应，又能与强碱反应。” Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，Al2O3+2OH+3H2O=2[Al（OH）4]。[3]
由此可见，目前中学化学所应用的主要的教材，均直接告知氧化铝具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应。在新的教学模式下，提倡直观、启发式教学，应通过实验显示氧化铝的两性特点，提高学生主动学习的兴趣
二.查阅资料
氧化铝（Al2O3），工业Al2O3是由铝矾土（Al2O3·3H2O）和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法制备。
Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即
-Al2O3、 -Al2O3、 -Al2O3。其中结构不同性质也不同， 其中 型氧化铝不溶于水、酸和碱。 型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全部转化为 型氧化铝。
从上述资料可以看出，只有 型氧化铝才能溶于强酸和强碱，而市售的氧化铝均为 型氧化铝，这种氧化铝不溶于酸和碱， 型氧化铝只能在实验室现制现用。
三、实验制备
1.通过加热氢氧化铝凝胶制备氧化铝
为实验室最常见的制备 型氧化铝的方法。操作为氯化铝或者硫酸铝溶液加入浓氨水至生成的沉淀不再增加为止。过滤后，将得到的滤渣放在坩埚中灼烧，直到胶状氢氧化铝变成白色粉末——氧化铝为止。
通过反复实验，利用这种方法得到的氧化铝较难溶于盐酸和氢氧化钠溶液。
分析：根据资料， 型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得，而实验室的酒精灯火焰往往超过此温度范围，可导致 型氧化铝转变为 型氧化铝。
2.通过加热氯化铝晶体制备氢氧化铝
根据水解理论，在加热过程中，氯化铝晶体加热可水解成氢氧化铝，氢氧化铝再加热，分解成氧化铝和水。因此加热氯化铝晶体，可得到氧化铝。
通过实验证明，该方法得到的氧化铝，可以迅速溶于2mol/L的NaOH，但溶于盐酸的速率较慢（2mol/L的HCl需几个小时），在蒸馏水中几乎不溶解（说明氯化铝已经完全水解）
3.通过“毛刷实验”，可轻松制备易与酸和碱溶液反应的氧化铝
取一段铝箔，用镊子夹持上端，将下端（约5cm长）长浸入盛在试管里的热氢氧化钠溶液中（浓度为6mol/L），到反应出现大量气泡后取出。用流水冲洗干净后再将其浸入0.1mol/L的硝酸汞溶液中，待1～2min取出，立即用流水冲洗，并用滤纸吸干表面的水，然后将此铝条静置在玻璃片上，观察现象。可见铝条表面很快生成白色绒毛物质（氧化铝），并在一段时间内增长成毛刷状。这是因为铝表面与从硝酸汞中转换出的汞微粒形成铝汞齐，阻碍氧化铝保护层的生成，使铝不断被氧气氧化生成活性氧化铝[4]。
通过实验可证明，“毛刷实验”得到的氧化铝，可迅速溶解于2mol/L HCl和2mol/L的NaOH溶液中（溶于NaOH溶液的速度略快于溶于HCl中），完全可满足中学课堂演示实验的要求。
4.通過铝片直接在空气中生成的氧化铝薄膜间接实验
铝片在保存过程中，会与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜。因此，将铝片置于稀盐酸或者NaOH溶液中，开始无气泡，后期产生气泡的速率加快，这个现象足以说明致密的氧化膜（氧化铝）可以溶于强酸或者强碱溶液中。
5.控制温度加热氢氧化铝凝胶
由于实验1较难控制温度，容易出现温度过高，导致 型氧化铝转变为
型氧化铝。为了避免这种情况的出现，可采用控温加热的方法。最好将得到的氢氧化铝凝胶放在烘箱中，控制温度在140～150℃烘干。如无烘箱，也可采用油浴的方法控制温度。
通过这种方法得到的氧化铝，也能较快的溶于氢氧化钠和稀盐酸中。
四、实验结果分析
（1）市售的氧化铝粉末多为 型氧化铝，难溶于盐酸和氢氧化钠溶液，这是主流教材上不通过实验引入氢氧化铝具有两性的原因。因此，验证氧化铝具有两性的实验所用的氧化铝，要现用现制。
（2）通过“毛刷实验”制得的氧化铝，效果最好，但是所用的试剂硝酸汞在中学验室不常见，而且有剧毒。因此建议采用控制温度加热氢氧化铝凝胶的方法来制取，该方法制得的氧化铝溶于酸碱的速率比“毛刷实验”法的稍慢，但也能满足中学化学课堂上的要求。以上两种方法制备氧化铝，均要较长时间，需在课前提前制好留着上课用。也可采用铝片直接和酸或碱溶液反应，开始铝片表面没有气泡，后期气泡越来越多的现象说明铝表面致密的氧化膜（氧化铝）具有两性。
（3）对于部分基础较好的同学，可以向他们介绍有关 型氧化铝转变为
型氧化铝的相关知识，以及几种不同的制备 型氧化铝的方法比较，让他们拓展课本外的相关知识。
参考文献
[1] 宋心琦，普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）2008-300号.
[2] 王祖浩，普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）2014-343号.
[3] 王磊，普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）2014-343号.
[4] 贺红岩等，事有出因，说氧化铝[J]，化学教与学，2012年（11）；89，95.