2020版高中化学 第三章 金属及其化合物 第1节 金属的化学性质 第2课时 铝与氢氧化钠溶液的反应

第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质第二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.了解铝与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。[晨背重点语句]1.熟记两个反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2.有关化学方程式计算的三个等式关系各物质的化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质构成粒子的粒子数之比＝相同条件下的气体的体积之比。知识梳理·对点练课后提能·层级练知识梳理·对点练知识点一铝与盐酸、NaOH溶液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1____________，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有2____________声逐渐溶解爆鸣铝与盐酸反应铝与氢氧化钠溶液反应化学方程式3___________________________________4___________________________________离子方程式5_______________________________________6___________________________________结论铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生7______2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2OH2===2NaAlO2＋3H2↑===2AlO－2＋3H2↑2Al＋6H＋===1．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D．H2为还原产物解析：选C铝与烧碱溶液反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，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。2．取两份铝片，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5.6L气体，则两份铝片的质量之比为()A．一定为1∶1B．可能为2∶3C．一定为3∶2D．可能为1∶6解析：选A酸、碱均足量，则Al完全反应，且生成氢气的量相同，电子转移的量相等，参加反应的Al的量相同，两份铝片的质量之比为1∶1，A项正确。[归纳总结]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)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3∶1。(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1∶1。(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1∶3。(4)特殊情况分析：若产生的氢气的体积比：13＜VHClH2VNaOHH2＜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。知识点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①已知物质的质量：n(B)＝mBMB；②已知标准状况时的气体体积：n(B)＝V[Bg]Vm；③已知物质的粒子数：n(B)＝NBNA；④已知溶液中的物质的量浓度：8__________________。n(B)＝c(B)·V[B(aq)]2．物质的量在化学方程式计算中的应用化学方程式2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑化学计量数之比2∶2∶2∶1扩大NA倍之后9______∶10_____∶11______∶12_____物质的量之比13____________∶14________∶15____________∶16_______2NA2NA2NANA2mol2mol2mol1mol结论化学方程式中各物质的化学计量数之比＝17________________________之比＝18________________________之比各物质的粒子数各物质的物质的量3．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SO2－4的物质的量浓度之比为()A．1∶4B．2∶7C．1∶2D．3∶8解析：选A设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑Δm(固体质量减少)56g1mol56gx56xFe＋CuSO4===FeSO4＋CuΔm(固体质量增加)56g1mol64g8gy8y因为固体在反应前后质量相等，所以Δm(减)＝Δm(增)56x＝8y，nH2SO4nCuSO4＝xy＝856＝17，则cH＋cSO2－4＝1×21＋7＝14。4．将2.3g钠投入到97.8g水中，反应完毕后，得到100mL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K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋3Cl2↑＋7H2O＋2CrCl3的反应中，有0.3mol电子转移时生成Cl2的体积为________(标准状况)，被氧化的HCl的物质的量为________。解析：(1)2.3gNa的物质的量为2.3g23g/mol＝0.1mol，则2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑2mol22.4L0.1molV(H2)生成的氢气在标准状况下的体积为V(H2)＝22.4L×0.1mol2mol＝1.12L。(2)0.1molNa完全反应生成0.1molNaOH，氢氧化钠的质量为：40g/mol×0.1mol＝4g，所得溶液质量为：2.3g＋97.8g－2g/mol×0.05mol＝100g，则所得溶液中氢氧化钠的质量分数为4g100g×100%＝4%。(3)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为0.1mol0.1L＝1mol/L。(4)反应中Cl元素化合价由－1价升高到0价，若转移了0.3mol的电子，则生成氯气的物质的量为0.3mol2＝0.15mol，在标准状况下的体积为0.15mol×22.4L/mol＝3.36L；反应中HCl被氧化，生成氯气，被氧化的HCl的物质的量为0.15mol×2＝0.3mol。答案：(1)1.12L(2)4%(3)1mol/L(4)3.36L0.3mol[归纳总结]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①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V[HCl(aq)]。②各物理量及单位、物质的名称、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)×V[NaOH(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。