1、第三章 第一节 金属的化学性质,第2课时 铝与氢氧化钠溶液的反应 物质的量在化学方程式计算中的应用,1.掌握铝与强酸、强碱反应的性质。 2.了解化学计算中的常用方法。 3.掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。 4.掌握以物质的量为中心的各物理量之间的转换关系。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,分层训练,一、铝与强酸和强碱的反应,基础知识导学,答案,逐渐溶解,2Al6HCl=2AlCl33H2,爆鸣声,2Al2H2O2NaOH =2NaAlO23H2,答案,2Al6H=2Al33H2,2Al2OH2H2O =2AlO 3H2,氢气,1.物质的量与各物理量之间的关系
2、 (1)图示关系：,二、物质的量在化学方程式计算中的应用,答案,已知溶液中的物质的量浓度： 。,n(B)c(B)VB(aq),答案,2.物质的量与化学方程式各化学计量数的关系,132,132,132,132,14317,由以上表格中的数据看出： (1)化学方程式中化学计量数之比各物质的物质的量之比各物质微粒数目之比同温同压下的气态物质的体积之比。 (2)化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2Cl2 2HCl可表示。,答案,1 mol H2与1 mol Cl2完全反应生成2 mol HCl,练一练 1.下列说法不正确的是_(填序号)。
3、(1)铝和盐酸、NaOH溶液的反应中，铝作还原剂。 (2)等质量的铝与足量的盐酸、NaOH溶液反应放出的H2物质的量相等。 (3)等体积等物质的量浓度的盐酸、NaOH溶液与过量的Al反应，产生H2的物质的量相等。 (4)铝与NaOH溶液反应中，每转移3 mol e，就生成1.5 mol H2。 (5)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的质量之比。 (6)根据方程式2Na2H2O=2NaOHH2，可知2 mol Na与足量水反应放出22.4 L氢气。 (7)根据离子方程式Mg2H=Mg2H2，可知1 g Mg与足量H反应生成1 mol氢气。,解析答案,(5)化学方程式中各物质的化学计量
4、数之比各物质的物质的量之比。 (6)未指明标准状况。 (7)Mg2H=Mg2H2，表示1 mol Mg与2 mol H反应生成1 mol H2。 答案 (3)(5)(6)(7),2.物质在发生化学反应时( ) A.它们的质量一定相等 B.它们的物质的量一定相等 C.它们的质量比等于化学方程式中化学计量数之比 D.它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比,解析答案,D,解析 发生化学反应时各物质的物质的量之比等于化学方程式中的化学计量数之比。,3.足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( ) A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸 C.盐酸 D.氢氧化钡溶液,答案,D,
5、4.金属钠1.15 g与水反应，得到100 mL溶液，试计算： (1)生成的气体在标准状况为_L。 (2)反应后所得溶液的物质的量浓度为_(若溶液体积变化忽略不计)。,解析答案,返回,返回,设标准状况下生成气体体积为V，生成NaOH的物质的量为n(NaOH)。 2Na2H2O=2NaOH H2 2 mol 2 mol 22.4 L 0.05 mol n(NaOH) V,答案 (1)0.56 (2)0.5 molL1,一、金属铝与酸、碱反应生成H2的量的关系,重点难点探究,1.反应原理,(1)等量的Al分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应产生H2的量相等，此时消耗HCl与NaOH的物质的量之比为3
6、1。 (2)足量的铝与等物质的量的HCl和NaOH溶液反应，产生H2的物质的量之比为13，此时消耗Al的物质的量之比也为13。,特别提醒 铝与氢氧化钠溶液反应的实质 铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。 用双线桥法和单线桥法分别表示为,例1 甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为12，则加入的铝粉质量为( ) A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g,解析
7、答案,解析 由6HCl2Al=2AlCl33H2和2NaOH2Al2H2O=2NaAlO23H2可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成的H2也等量，消耗的HCl与NaOH不等量。实际上HCl、NaOH都为0.3 mol，且生成H2的体积比为12，则甲中HCl不足，Al过量；乙中NaOH过量，Al不足。生成H2的物质的量之比为12，反应的Al的物质的量之比也为12。与0.3 mol HCl反应的Al为2.7 g，则与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。 答案 A,解题反思,变式训练1 称取两份铝粉，第一份加入足量的浓NaOH溶液，第二份加入足量的盐酸，如果放出等体积的气体(在同温、同压下)，则
8、两份铝粉的质量之比为( ) A.12 B.13 C.32 D.11,解析答案,解析 不论是与NaOH溶液反应，还是与盐酸反应，均是Al失去电子，还原产物都是H2，且都有如下关系：2Al6e3H2，由化学方程式可知，2 mol Al生成3 mol H2，只要在酸碱足量的情况下，生成H2的多少决定于参加反应的铝的多少。生成相同质量的H2，消耗铝的质量相同。,D,二、应用物质的量进行化学方程式计算的基本步骤和类型,1.基本步骤,2.计算类型 (1)基本计算： 已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式的量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。 (2)混合物
9、反应的计算： 设混合物中各物质的物质的量分别为x、y、z，按照化学方程式的量的关系，并用x、y、z表示，列出方程组解答。 (3)过量计算： 给出了两种反应物的量，求解某生成物的量。 方法：按照化学方程式的量的关系进行判断，哪一种物质过量，然后根据不足的物质的量进行求解。,特别提醒 当已知物理量和待求物理量不一致时，计算时题目中的数据必须带单位，以体现“上下单位相同，左右数值相当”。,3.解题技巧 (1)关系式法： 示例：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的质量。 分析：写出反应的化学方程式：,列关系式： 3CO3CO23CaCO3，即COCaCO3，以上关系也可根据C
10、原子守恒。,(2)守恒法： 电子守恒：氧化还原反应中得失电子总数相等。 电荷守恒：电解质溶液中，阳离子所带正电荷总数阴离子所带负电荷总数；离子方程式中，反应物所带电荷总数生成物所带电荷总数。 (3)差量法： 原理：根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出“理论差量”，如反应前后的质量、物质的量、气体体积等。结合题目实际差量列出比例式进行解答。,示例1： FeCuSO4=CuFeSO4 固体质量差 理论差量 56 g 64 g 64 g56 g8 g实际差量 x m g,理论差量 1 L 2 L 1 L 2 L 实际差量 x V,解析答案,例2 向500 mL NaOH溶液中投入10.8
11、 g Al，二者恰好完全反应，试计算： (1)Al的物质的量。,答案 Al的物质的量为0.4 mol,解析答案,(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。,解析 设参加反应的NaOH物质的量是n。 则2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H22 mol 2 mol0.4 mol n,答案 参加反应的NaOH的物质的量是0.4 mol NaOH溶液物质的量浓度是0.8 molL1,解析答案,(3)在标准状况下生成H2的体积。,解析 设生成标准状况下的H2的体积是V。 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol 322.4 L 0.4 mol V,答案 在标准状况
12、下生成H2的体积为13.44 L,解题反思,(1)按转设写标列算答基本步骤规范解答。 (2)列式时要注意“上下一致，左右相当”。,变式训练2 把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H与SO 的物质的量浓度之比为( ) A.14 B.27 C.12 D.38,解析答案,解析 设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。 Fe H2SO4=FeSO4H2 m(固体质量减少) 56 g 1 mol 56 gx 56x Fe CuSO4=FeSO4Cu m(固体质量增加) 56 g 1 mol 64 g 8 gy 8y
13、因为固体在反应前后质量相等，所以m(减)m(增) 56x8y，,答案 A,变式训练3 把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 molL1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 molL1(溶液体积变化忽略不计)。求： (1)反应中消耗HCl的物质的量。 解析 消耗HCl的物质的量：0.2 L5 molL10.2 L4.6 molL10.08 mol。 答案 0.08 mol,解析答案,(2)该混合物中铝、铁的物质的量。,解析答案,解析 设Al、Fe的物质的量分别为x、y。 2Al 6HCl=2AlCl33H2 2 mol 6 mol x 3x Fe 2HCl=FeCl2H2 1 mol 2
14、mol y 2y,解得：x0.02 mol，y0.01 mol。,答案 Al：0.02 mol；Fe：0.01 mol,解题时，力争将有关混合物物理量转化成物质的量。设出各成分物质的物质的量，再按化学方程式系数关系列出方程组解答。,解题反思,返回,随堂达标检测,1.下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( ) A.盛放食醋 B.烧煮开水 C.用金属丝擦洗表面的污垢 D.用碱水洗涤 解析 食醋中含有的醋酸呈酸性，能与铝发生反应而腐蚀； C中用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层，使铝裸露在外继续被腐蚀； 而用碱水洗涤也同样不行，因为铝能跟碱反应而被腐蚀。,1,2,3,4,5,解析答案,B,
15、6,2.将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol 的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为( ),1,2,3,4,5,解析答案,6,D,3.标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气，下列比例式正确的是( ) A.Zn2HCl=ZnCl2H2 B.Zn2HCl=ZnCl2H21 mol 1 mol 65 g 22.4 L3.25 g x L 3.25 g x L C.Zn2HCl=ZnCl2H2 D.Zn2HCl=ZnCl2H21 mol 2 g 65 g 2 g0.05 mol x L 3.25 g x L 解析 比例式应注意单位要“上下一致，左右相当”。,
16、1,2,3,4,5,6,B,解析答案,4.某无色溶液加入铝可以生成H2，则在该溶液中一定能大量存在的离子组是( ),解析答案,1,2,3,4,5,6,解析 A项Cu2显蓝色，不符合题意； 所有离子与H和OH均不反应，B项符合题意：,D项Mg2与OH不能大量共存，各离子与H不反应，D项不一定能大量共存，不符合题意。,B,5.向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，不多会儿听到罐内“咔、咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。 (1)易拉罐变瘪的原因是_， 反应的离子方程式为_。 (2)易拉罐又鼓起来的原因是_， 反应的离子方程式为_。,1,
17、2,3,4,5,6,解析答案,解析 开始CO2溶于NaOH溶液，罐内气压减小，外界气压将易拉罐压瘪。之后铝制的易拉罐与NaOH溶液反应，产生H2，罐内压强又增大，易拉罐又重新鼓起。,1,2,3,4,5,6,6.如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0 g固体，配成1 L溶液，请计算：,1,2,3,4,5,解析答案,6,(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_。 (2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积为_。,返回,1,2,3,4,5,6,2Al2NaOH2H2O=
18、2NaAlO23H22 mol 22.4 L30.6 molL10.2 L V,答案 (1)0.6 molL1,返回,(2)4.032 L,基础过关,分层训练,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,一、铝与NaOH、HCl溶液反应的定性规律 1.有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是( ) A.铝是还原剂，其氧化产物是H2 B.NaOH是氧化剂，其还原产物是H2 C.铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 D.H2O是氧化剂，Al被氧化,解析 Al与NaOH溶液的反应过程如下：2Al6H2O=2Al(OH)33H2，Al(OH)3NaOH=NaAlO
19、22H2O。H2O中的氢元素由1价变为0价，H2O得电子，是氧化剂，H2是还原产物； Al元素的化合价由0价变为3价，化合价升高被氧化，Al是还原剂，NaAlO2是氧化产物。 答案 D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,2.把镁粉中混有的少量铝粉除去，应选用的试剂是( ) A.稀盐酸 B.烧碱溶液 C.硫酸铝溶液 D.氯水 解析 本题考查的探究点是镁与铝的化学性质以及在化学性质上的不同之处。盐酸、氯水与镁、铝都反应，硫酸铝溶液与镁反应置换出铝，不正确。烧碱溶液就是氢氧化钠溶液，由于Al可以与氢氧化钠反应产生氢气，生成的偏铝酸钠可以溶于水，而镁不与碱反应
20、，所以选项B符合题意。,B,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,3.用等质量的金属钠进行下列实验，产生氢气最多的是( ) A.将钠放入足量的稀盐酸中 B.将钠放入足量的稀硫酸中 C.将钠放入足量的硫酸氢钠溶液中 D.将钠用铝箔包好，并刺穿一些小孔，放入足量的水中 解析 A、B、C三项中都是钠与酸反应放出氢气； 而D项中除了Na与水反应放出H2外，铝还会与生成的NaOH溶液反应放出一定量的氢气。,D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,二
21、、铝与NaOH、H反应的定量计算 5.将5.4 g Al投入到200 mL 2.0 molL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余，该溶液可能为( ) A.NaOH溶液 B.Ba(OH)2溶液 C.H2SO4溶液 D.HCl溶液,0.2 mol NaOH、0.1 mol Ba(OH)2、0.3 mol H2SO4、0.6 mol HCl完全反应放出H2，只有盐酸的量不足。,D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,6.铝、钠混合物投入足量的水中，充分反应后，得到澄清溶液，并收集到4.48 L H2(标准状况)，若钠的物质的量为0.1 mol，则铝的物
22、质的量为( ) A.0.2 mol B.0.1 mol C.0.05 mol D.0.025 mol,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析 0.1 mol Na产生H2的物质的量为0.05 mol，生成0.1 mol NaOH，而反应共释放H2为4.48 L/22.4 Lmol10.2 mol，因此Al与NaOH反应放出0.15 mol H2，2Al 3H22 3x 0.15 mol x0.1 mol。,答案 B,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,7.质量比为23的金属铝分别与足量稀硫酸和NaOH溶液反应，则产生H2的
23、体积比是( ) A.12 B.13 C.23 D.32 解析 因为稀硫酸和NaOH溶液是足量的，因此铝无论是与H2SO4反应生成H2，还是与NaOH溶液反应生成H2，H2的量都是由铝的量决定的。,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,8.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为( ) A.11 B.21 C.31 D.13 解析 金属铝无论是与酸还是与碱反应，铝与氢气的关系式均为2Al3H2，利用此特点可以很方便地进行有关的计算。 2Al6HCl=2AlCl33H2 2Al2N
24、aOH2H2O=2NaAlO23H2 据以上两个化学方程式知，放出等量气体时消耗HCl和NaOH的物质的量之比为31。,C,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,9.等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为34，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是( ) A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中铝过量，乙中碱过量 C.甲中酸过量，乙中铝过量 D.甲、乙中都是铝不足,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析 若Al与盐酸和NaOH溶液反应消耗Al的质量相同，则反应放出
25、H2的体积相等。实际放出H2的体积比为34，证明盐酸消耗Al少，而NaOH溶液消耗铝多，由反应2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知：由于盐酸和NaOH的物质的量相等，铝与盐酸反应，铝过量，铝与NaOH溶液反应，所以铝不足。 答案 B,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,10.将钠和铝的混合物0.2 mol溶于足量的盐酸中，产生3 136 mL(标准状况下)氢气，则钠和铝的物质的量之比为( ) A.13 B.31 C.41 D.14,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,设混合物
26、中钠和铝的物质的量分别为x、y 2Na2H2O=2NaOHH2 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,故Na和Al的物质的量之比为41。,答案 C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,能力提升,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,12.完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。 (1)取w g钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是_。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,(2)取0.
27、1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是_。,解析 0.1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，金属转移的电子物质的量之比为(0.1 mol1)(0.1 mol2)(0.1 mol3)，所以相同条件下产生氢气的体积之比为123。,123,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是_；质量之比是_。,解析 与前两问恰好反过来，氢气的体积相等，转移的电子数相等，即金属失去的电子数相等。,23129,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13
28、,14,解析答案,(4)若将0.2 mol钠、镁、铝分别投入10 mL 1 molL1盐酸中，在标准状况下产生氢气体积的大小顺序是_。,解析 Mg、Al过量应以HCl的量计算生成的气体的体积(转移电子为0.01 mol)，Na也过量但过量的钠可以与水反应(共转移电子0.2 mol)。,V(Na)V(Al)V(Mg),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,13.某学习小组用下图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,(1)A中试剂为_。,解析 铝镁合金中二者与酸都反应，但铝与碱
29、反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。,NaOH溶液,(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_ _。,解析 实验之前，将合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化物保护膜。,除去铝镁合金,表面的氧化膜,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,(3)将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有记录C的液面位置；将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重；待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；由A向B中滴加足量试剂；检查气密性，上述操作的顺序是_(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_。 解析
30、实验装置包括反应装置和排液量气装置，注意气密性检查应该在装药品之前。,使D和C中的液面相平,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,(4)B中发生反应的化学方程式为_。 (5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为_。,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_ (填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。,解析 如果在实验过程中未
31、洗涤固体，则残留物质量偏大，铝的质量偏小，则测得铝的质量分数结果偏小。,偏小,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,14.为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验： (1)若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为b L。 反应的化学方程式是_；样品中铝的质量为_g。,拓展探究,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析 铝热剂中的铝与NaOH反应，铝与氢气的关系式为 2Al 3H2 (227)g (322.4)L m(Al) b L,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1
32、0,11,12,13,14,解析答案,8027,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析答案,(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与(1)中所得气体的体积比cb_。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,返回,解析 在铝热反应后的生成物中加入足量盐酸，Al2O3、Fe均与盐酸发生反应，但只有盐酸与Fe反应时才放出气体：Fe2HCl=FeCl2H2。 要知道放出多少气体，必须知道铁的质量或Fe2O3的质量，但题目要求的是Al与NaOH溶液、Fe与盐酸产生H2体积比，只要知道铝热剂中Al与Fe的物质的量之比即可求出。 2Al Fe2O3 2Fe3H2 2H2 b c 故bc32。,答案 23,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,返回,本课结束,