1、化学新航标导学人教必修一讲义+练习312第2课时 铝和氢氧化钠溶液的反应及答第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课程目标1掌握铝与强酸、强碱反应的性质。2掌握物质的量与其他物理量的换算关系。3掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。4了解化学计算中的常用方法。图说考点,新知预习1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=2AlCl33H2 2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2离子方程式 2Al6H=2Al33H2 2Al2OH2H2O=2AlO
2、3H2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2.物质的量在化学方程式计算中的应用化学方程式2COO22CO2化学计量数之比 2：1：2物质微粒数之比 2：1：2扩大NA倍之后2NA：NA：2NA物质的量之比2_mol：1_mol：2_mol标准状况下体积之比44.8_L：22.4_L：44.8_L相同状况下体积之比2：1：2结论：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。即时性自测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)等质量的Al与足量的盐酸、NaOH溶液充分反应，生成的H2的物质的量相同。()(2)同浓度同体积的盐酸、NaOH溶液与足量Al充
3、分反应，生成的H2的物质的量相同。()(3)化学方程式4NaO2=2Na2O可表示4 mol钠原子和1 mol氧气分子反应生成2 mol氧化钠。()(4)根据离子方程式Mg2H=Mg2H2可知1 g镁与足量氢离子反应可生成1 mol氢气。()(5)化学反应前后物质的质量和物质的量均不变。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2对于铝和烧碱溶液的反应，下列说法不正确的是()A铝是还原剂BH2O是氧化剂C该反应说明所有金属都能与碱反应D铝与碱或酸反应都能产生氢气答案：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
4、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氢氧化钡溶液解析：铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式分别为2Al6H=2Al33H2，2Al2OH2H2O=2AlO3H2，即Al3H，AlOH，可知1 mol Al需NaOH：1 mol，稀H2SO4：mol，HCl：3 mol，Ba(OH)2：0.5 mol。故应选D。答案：D5向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，两者恰好完全反应，计算：(1)Al的
5、物质的量。(2)参加反应的NaOH的物质的量和NaOH溶液中溶质的物质的量浓度。(3)生成的H2在标准状况下的体积。解析：(1)Al的摩尔质量是27 gmol1，n(Al)0.4 mol。(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 20.4 moln(NaOH)，n(NaOH)0.4 mol，c(NaOH)0.8 molL1。(3)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22 mol 322.4 L0.4 mol V(H2)V(H2)13.44 L。答案：(1)0.4 mol(2)0.4 mol0.8 molL1(3)13.44 L提升点一铝与酸、碱的反应例1有关Al与NaO
6、H溶液反应的说法中，正确的是()A铝是还原剂，其氧化产物是H2BNaOH是氧化剂，其还原产物是H2C铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂DH2O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=NaAlO22H2O。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提升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)，则两份铝粉的质量之比为
7、()A1：2B1：3 C3：2D1：1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。答案：D铝与氢氧化钠溶液反应的实质：由以上分析可知，铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝与水的反应，其生成物再与氢氧化钠反应。关键能力铝与酸、碱反应生成H2的量的关系1反应原理反应原理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
8、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)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。提升点二物质的量在化学方程式计算中的应用例2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()AZn2HCl=ZnCl2H21 mol1 mol3.25 gx LBZn2HCl=ZnCl2H265 g22.4 L3.25 gx LCZn2HCl=Zn
9、Cl2H21 mol2 g0.05 mol x L DZn2HCl=ZnCl2H265 g 2 g3.25 g x L【解析】比例式应注意单位要“上下一致，左右相当”。【答案】B注意：化学方程式所表示的是纯净物质之间量的关系。单位问题：上下一致，左右相当。即“纵向一定同，横向可不同”。提升210 g Mg、Al合金与足量100 mL NaOH溶液反应产生H2的体积为6.72 L(标准状况下)，求：(1)合金中Al的质量分数；(2)生成物NaAlO2的物质的量浓度(假设溶液体积不变)。解析：n(H2)0.3 mol2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2223n(Al)n(NaAlO2)0
10、.3 mol(1)n(Al)0.2 molm(Al)0.2 mol27 gmol15.4 g铝的质量分数100%54%。(2)n(NaAlO2)0.2 mol，c(NaAlO2)2 mol/L。答案：(1)54%(2)2 mol/L关键能力根据化学方程式计算的基本步骤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；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。答案：B2除去镁粉中的少量铝粉，可选用()A硫酸B氨水C盐酸
11、 D氢氧化钠溶液答案：D3在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L，该NaOH溶液的浓度为()A1.0 molL1 B2.0 molL1C1.5 molL1 D3.0 molL1答案：B4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，则铝的物质的量为()A0.2 mol B0.1 molC0.05 mol D0.025 mol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 Lmo
12、l10.2 mol，因此Al与NaOH反应放出0.15 mol H2，2Al3H22 3x0.15 molx0.1 mol。答案：B5有一镁铝合金，根据某同学的操作，回答下列问题：(1)将合金与过量NaOH溶液反应，所得溶液中不存在的离子是_。ANa BMg2 COH DAlO(2)将合金溶于过量的盐酸中，充分反应后，溶液中新生成的离子是_。解析：(1)将镁铝合金加入NaOH溶液中，只有Al发生反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，镁不反应，溶液中不存在Mg2。(2)将镁铝合金加入过量盐酸中，Mg与盐酸反应Mg2HCl=MgCl2H2，Al与盐酸反应2Al6HCl=2AlCl33
13、H2，则溶液中新生成的离子为Mg2、Al3。答案：(1)B(2)Mg2、Al3练后感悟铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应定量分析：反应物的量产生H2的体积关系等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应1足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应(盐酸、氢氧化钠的物质的量相等)V(Al)V(Mg)15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)A中试剂为_。(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_。(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
14、、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_。(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_。(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：(1)铝镁合金中二者与酸都反应，但铝与碱反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。(2)实验之前，将合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去合
15、金表面的氧化物保护膜。(3)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。(5)铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，M。(6)如果在实验过程中未洗涤固体，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。答案：(1)NaOH溶液(2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3)使D和C中的液面相平(4)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(5)(6)偏小16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；(2)该混合物中铝、铁的物质的量。解析：(1)消耗HCl的物质的量：0.2 L5 molL10.2 L4.6 molL10.08 mol。(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。2Al6HCl=2AlCl33H22 mol6 molx3xFe2HCl=FeCl2H21 mol2 moly2y解得：x0.02 mol，y0.01 mol答案：(1)0.08 mol(2)Al：0.02 mol；Fe：0.01 mol
