《2018-2019学年高一化学人教全国通用版必修1学案：第3章 第1节 金属的化学性质 第2课时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高一化学人教全国通用版必修1学案：第3章 第1节 金属的化学性质 第2课时（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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学习目标核心素养建构1.掌握铝与酸及氢氧化钠溶液的反应。2掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。 知 识 梳 理一、铝与强酸和强碱的反应铝与盐酸反应铝与氢氧化钠溶液反应实验操作实验现象铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声化学方程式2Al6HCl=2AlCl33H22Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2离子方程式2Al6H=2Al33H22Al2OH2H2O=2AlO3H2结论铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生氢气【自主思考】1铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放显酸性、碱性的食物，你知道为什
2、么呢？提示酸、碱能侵蚀铝的保护膜，铝能与酸或碱反应，如果用铝锅长期存放酸性或碱性食物，会造成铝锅腐蚀，更不利于健康。二、物质的量在化学方程式计算中的应用1物质的量与各物理量之间的关系(1)图示关系：(2)计算公式：已知物质的质量：n(B)；已知标准状况时的气体体积：n(B)；已知物质的粒子数：n(B)；已知溶液中的物质的量浓度：n(B)c(B)VB(aq)。2物质的量在化学方程式计算中的应用化学方程式2Na2H2O=2NaOHH2化学计量数之比2221扩大NA倍之后2NA2NA2NANA物质的量之比2 mol2 mol2 mol1 mol结论化学方程式中各物质的化学计量数之比各物质的粒子数之比
3、各物质的物质的量之比【自主思考】2“化学反应前后质量是守恒的，那么物质的量也肯定守恒。”这种说法对吗？提示不对。化学方程式中各物质的物质的量之比各物质的化学计量数之比，所以，化学反应后物质的量可能增加，可能减少，也可能不变。效 果 自 测1判断下列说法是否正确(正确的划“”，错误的划“”)。(1)铁粉作食品袋内的脱氧剂，铁粉起还原作用。()(2)纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2、Cu2、Cd2、Hg2等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附。()(3)用胆矾炼铜涉及化学变化。()(4)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈。()(5)气体通过无水CuSO4，粉末
4、变蓝，证明原气体中含有水蒸气。()(6)用氢氧化钠溶液除去镁粉中的杂质铝：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。()(7)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，发现熔化后的液态铝滴落下来，所以金属铝的熔点较低。()解析(2)纳米铁粉可以去除重金属离子是因为铁与重金属离子发生了置换反应。(7)即使打磨过的铝箔表面也有一层致密的氧化铝保护膜，氧化铝熔点高，包裹在铝的表面，使熔化了的液态铝不能滴落。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2对于铝和烧碱溶液的反应，下列说法错误的是()A铝是还原剂B该反应是氧化还原反应C该反应说明所有金属都能与碱反应DH2为还原产物解析铝与烧碱
5、溶液反应的化学方程式为：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，分析元素化合价变化可知反应为氧化还原反应，铝是还原剂，H2为还原产物，A、B、D正确。铝能与烧碱溶液反应，并不能说明所有金属都能与碱反应，如镁、铁、铜等均不与碱溶液反应。答案C3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。答案D4等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应，放出氢气最多的是()ANaOH溶液B稀H2SO4C蔗糖溶液D
6、NaCl溶液解析镁、铝均反应生成氢气时，产生的氢气最多。A项，NaOH溶液只能与铝反应；B项，稀H2SO4能与镁、铝反应产生氢气；C、D项，蔗糖溶液、NaCl溶液与镁、铝都不反应。答案B5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n(Na)0.05 mol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=2NaOHH22 mol 2 mol 22.4 L005 mol n(NaOH) V(1)V0.56 L。(2)c(NaOH)0.5 mo
7、lL1。答案(1)0.56(2)0.5 molL1探究一、铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应【探究讨论】1等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量有什么关系？提示等量铝与足量盐酸、NaOH溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为31。2等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，生成H2的量有什么关系？提示二者产生氢气体积比为11。3足量的铝与等物质的量浓度、等体积的盐酸和NaOH反应，生成H2的量又有什么关系？提示足量铝与等物质的量盐酸和NaOH反应，产生H2体积比为13。【点拨提升】1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)
8、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2铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种“量”的关系(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为31。(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为11。(3)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为13。(4)特殊情况分析：若产生的氢气的体积比：1，则必定是铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。【典题例证1】取两份
9、铝片，第一份与足量盐酸反应，第二份与足量烧碱溶液反应，标准状况下均产生5.6 L气体，则两份铝片的质量之比为()A一定为11B可能为23C一定为32D可能为16解析酸、碱均足量，则Al完全反应，且生成氢气的量相同，则H得到的电子数相同，可知Al失去的电子数也相同，即参加反应的Al的量相同，两份铝片的质量之比为11，A项正确。答案A【学以致用1】用铝箔包裹0.1 mol金属钠，用针扎若干个小孔，放入水中，完全反应后，放出的气体体积(标准状况)为()A无法确定B1.12 LC大于1.12 LD小于1.12 L解析首先发生的反应是2Na2H2O=2NaOHH2，标准状况下0.1 mol Na与水反应
10、产生的H2的体积为1.12 L，然后发生的反应是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，此反应又能产生部分H2，故最后放出的H2的体积大于1.12 L。答案C探究二、物质的量应用于化学方程式的计算【探究讨论】根据化学方程式计算，各物质对应的各物理量的单位左右、上下都必须相同吗？提示不一定，由于同一物质的质量与其物质的量成正比关系，同种状况下，气体体积与物质的量成正比关系，因此根据化学方程式计算时，各物质对应的各物理量的单位上、下都必须一致，左、右相互对应(成比例)即可。【点拨提升】1化学计算的基本步骤写写出相关的化学方程式标在方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量
11、的关系，并代入已知量和未知量列列出比例式解根据比例式求解答简明地写出答案2物质的量应用于化学计算的基本方法(1)把已知物的物理量转化为物质的量；(2)根据化学方程式或关系式，根据已知物的物质的量求出未知物的物质的量；(3)把未知物的物质的量转化为未知物的所求物理量。3有关物质的量的计算中的“三个规范”(1)书写规范：各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量，而“m”表示质量，“N”表示微粒数，而“n”表示物质的量。(2)符号规范：设未知数直接用各物理量的符号表示，且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为VHCl(aq)。各物理量及单位、物
12、质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度，求NaOH溶液的质量时就写成：m(NaOH)c(NaOH)VNaOH(aq)M(NaOH)。(3)单位规范：把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。【典题例证2】将2.3 g钠投入到97.8 g水中，反应完毕后，得到100 mL溶液，求：(1)产生的氢气在标准状况下的体积为_。(2)所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为_。(3)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_。(4)在K2Cr2O714HCl(浓)=2KCl3Cl27H2O2CrCl3的反应中，有0.3 mol电子转移时生成Cl2的体积为_(标准状况)，被氧化的H
13、Cl的物质的量为_。解析(1)2.3 g Na的物质的量为：0.1 mol，则2Na2H2O=2NaOHH22 mol 22.4 L01 mol V(H2)生成的氢气在标准状况下的体积为：V(H2)1.12 L。(2)0.1 mol Na完全反应生成0.1 mol NaOH，氢氧化钠的质量为：40 g/mol0.1 mol4 g，所得溶液质量为：2.3 g97.8 g2 g/mol0.05 mol100 g，则所得溶液中氢氧化钠的质量分数为：100%4%。(3)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为：1 mol/L。(4)反应中Cl元素化合价由1价升高到0价，若转移了0.3 mol的电子，则生成氯气
14、的物质的量为：0.15 mol，在标准状况下的体积为：0.15 mol22.4 L/mol3.36 L；反应中HCl被氧化，生成氯气，被氧化的HCl的物质的量为：0.15 mol20.3 mol。答案(1)1.12 L(2)4%(3)1 mol/L(4)3.36 L0.3 mol【学以致用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()A14B27 C12D38解析设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。Fe H2SO4=FeSO4H2m(固体质量减少)56 g 1 mol 56 g x
