有两个相反的说法： 1、 铝壶是怎样变黑的？　　 □苏州实验中学 郑祺 沈志华 高三学生甲：（以下简称“生甲”）老师，昨天您在课上讲评的这道题，我认为答案有问题。 （原题：自来水中含有Ca2＋、Na＋、HCO－、Cl－、Fe3＋等多种离子或由它们组成的可溶性盐。用新买的铝锅烧水时，内壁被水淹没的地方会变黑，这层黑物质是＿＿＿＿，产生的原因是＿＿＿＿，这层黑物质对人体＿＿＿＿（填“有害”或“无害”），通常＿＿＿＿（填“需要”或“不需要”）用砂纸或其它方法将其磨掉。 解析：因铝排在钙、钠之后，而排在铁之前，故铝制品能与铁盐发生反应而使铁被置换出来，附着在铝锅的内壁上，单质铁对人体无害，无需将其磨掉。） 老师：（以下简称“师”）好啊，老师还是从善如流的，说说你的看法！ 生甲：你说自来水中含有少量的Fe2＋或Fe3＋，铝能置换出铁来，使内壁变黑，我觉得这只是一种可能；因为我发现我家的不锈钢水壶用了不久内壁也变黑了。这会不会上面覆盖了一层铁的氧化膜呢？我就联想铝壶的变色，是不是也有可能是一种氧化过程引起的？ 师：你说得有道理。观察得也仔细，并且还善于动脑筋，不错不错。这个问题我还没有研究过。这样吧，我们把它作为一个问题让大家一起去探究吧。 师：刚才甲同学对这道题的答案表示怀疑，请他说说理由。（甲复述了一遍）现在请大家就这个问题展开讨论：铝水壶是怎样变黑的？ 生乙：我们认为，铝壶变黑，也许有多种原因造成的，例如生成的水垢沉淀上面；或者铝与水在加热反应后表面变黑，等等。 师：铝能与热水反应吗？ 生乙：应该能。在金属活动性顺序里，铝排在镁与铁之间，镁和铁都能与热水反应，铝没有理由不反应吧？ 生丙：铝若与热水生成Al（OH）3,就会阻碍反应继续进行下去。不过Al（OH）3或Al2O3的颜色都是白色的。 生丁：那么我们看到的水垢都是黄褐色的，怎么理解铝壶上的水垢是黑色的呢？ 生戊：我觉得加热时铝会与溶解在水中的氧气发生电腐蚀，生成Al2O3,久而久之，铝的表面就变暗了，严格地讲，铝壶是变暗而不是变“黑”。 （生己、生庚等相继发言） 师：想不到铝水壶变色的原因会有那么多。我把大家看法归纳如下： 1、积聚的水垢 2、铝与水发生置换反应 3、与氧气直接反应（化学腐蚀） 4、与氧气、水反应（电化学腐蚀） 5、铝与水中的金属离子发生置换反应 6、表面的镀层脱落 师：不过，公说公有理，婆说婆有理，到底谁有理，我暂时无法作出判断。对了，老师遇到问题，会怎样去解决呢？ 生：查资料、做实验。 师：哈哈，看来老师“招数”也不过如此啊！问题既然是同学们提出来的，本着“解铃还得系铃人”的原则，我把这个“皮球”踢给各位课后去解决吧。 （1）生甲的实验：在蒸馏水中（排除了与水中存在的金属离子发生置换及形成水垢的可能）加入刮去了氧化层的铝片，煮沸，有气泡放出，渐渐气泡减少，直至没有。铝片表面变暗。 结论：铝与热水反应，生成Al（OH）3和氢气，Al（OH）3分解生成Al2O3 （2）生乙的实验：在煮沸的蒸馏水中（排除了与水中的氧气反应的可能）加入刮去了氧化层的铝片，煮沸，有气泡放出，渐渐气泡减少，直至没有。铝片表面变暗。 结论：铝与热水反应，生成Al（OH）3和氢气，Al（OH）3分解生成Al2O3 老师评价：前一个实验注意了实验条件的控制，有效地排除了金属离子发生置换及形成水垢的可能。但不能证明究竟是铝与水的置换还是发生的电化学腐蚀。相比之下，后一个实验更能说明问题。 （3）生丁的实验：将铝片浸泡在Hg（NO3）2中，形成铝汞齐后，再放在煮沸过的蒸馏水中加热煮沸，有气泡放出，停止加热后，铝片表面仍有气泡不断放出，持续不断，直至铝片完全消失，有少量黑色沉淀物。 结论：铝与热水反应，生成Al（OH）3和氢气，Al（OH）3不能形成Al2O3的保护膜，使铝与水的反应持续下去。出现的黑色沉淀物或许是铝片中含有碳？ 老师评价：能借鉴铝片的“毛刷实验”，有所创新，有所发现，希望能进一步设计实验，研究黑色沉淀物的组成。 （4）生戊的实验：对比实验，将铝片放入三只试管，分别注入等体积蒸馏水，其中两只试管中各滴入FeSO4、FeCl3溶液数滴，各加热煮沸半小时后，进行比较，铝片表面没有发现明显不同。再把铝片放入浓度较大的FeSO4、FeCl3溶液中，较长时间也没有发现表面发黑。 结论：铝并不能把Fe2＋、Fe3＋置换出来。原因有待进一步分析。 结束语： （1）综合以上同学的实验结果，可以大致得出结论，铝壶变黑的原因并不是与Fe2＋、Fe3＋等的置换造成的，流传较广的“标准答案”也许是人们的轻率的猜测。可能性极大的是铝在较高温度下与水反应变暗的结果。 2、（就是上文所说的标准答案拉） 铝锅会变黑吗 有时候会碰到这样的怪事：一个新买回来的银光闪闪的铝锅，只用来煮了几次开水，铝锅中凡是有水浸到的地方，竟都变成了灰黑色。 乍一看来，事情的确有些奇怪，铝锅是新的，除水以外还没有煮过其他东西，难道水会使铝锅变黑吗？ 通常的水，表面看来挺干净，实际上，它里面已溶解了不少东西，最常见的是钙盐、镁盐，其次是铁盐。不同来源的水所含的铁盐有多有少，这些铁盐就是使铝锅变黑的“祸首”。 由于铝比铁更活泼，铝锅碰上了含有铁盐的水，铝就能替换出铁，替换出来的铁附属在铝锅上，铝锅就变黑了。 不过，这场化学戏法要变得成功必须有三个条件：第一，水中含有的铁盐较多，第二，煮水的时间要较长，第三，铝锅必须是新的，因为旧的铝锅表面，有一层薄薄的氧化铝，这层氧化铝使得里面的铝没有机会“抛头露面”，戏法当然变不成了。 既然黑色的物质是铁，因此用已变黑的铝锅来煮东西，并没有关系。用醋可以将这些黑色除去，有时煮几次番茄等酸性食物，也能使铁溶解，使铝锅重新回复光亮。不过这层黑色的物质可以不必除去，因为除掉后再烧开水又会发黑了，而且每除去一次，会使铝锅壁变薄一些，减少铝锅的使用寿命。 参考资料： （都是网上的，如果网页没有了不要怪我）