1、第三章 金属及其化合物第一节 金属的化学性质第 3 课时 铝和氢氧化钠溶液的反应学习目标1.掌握铝和氢氧化钠溶液的反应。2.掌握化学计量数与物质的量之间的关系。学习过程【复习回顾】金属通常可以表现出哪些化学性质?三、铝与 NaOH 溶液的反应【观察思考】(1)将铝片(已处理 )放入 NaOH 溶液中( 同时展示),你看到了什么现象? 你认为铝和 NaOH溶液反应产生的气体是什么?为什么?(2)请设计一个简单易行的实验方案验证你的推测。【实验探究】实验目的:对比铝片与盐酸、 NaOH 溶液的反应实验用品:6 molL-1 的盐酸、30% 的 NaOH 溶液、铝片、蒸馏水 500 mL、小广口瓶
2、16个、镊子 16 个、大广口瓶 14 个、大试管 16 支、单孔塞( 带导管)14 个、小烧杯 14 个、火柴 14 盒、250 mL 烧杯 9 个、 500 mL 烧杯 1 个、剪刀 1 把。实验步骤:(1)分别用镊子取出 3 片铝片,放入盛有 6 mol/L 的盐酸、30% NaOH 溶液的大试管中(分 2 小组同时进行)。(2)将带有导管的单孔塞塞紧大试管,导管插入肥皂水中( 广口瓶起试管架的作用)。(3)有大量泡沫产生后,用火柴点燃肥皂泡并观察现象。(4)观察完现象后取出导管,并将酸、碱溶液倒入废液缸,剩余铝片留在大试管中 ,仪器放回水槽。现象及解释:记录实验现象并分析产生现象的原因
3、 ,填入下表。实验步骤 实验现象 产生现象的原因(1)(2)(3)实验结论:铝片与盐酸、NaOH 溶液反应的气体产物都是 。 【交流研讨】(1)试推测铝与 NaOH 溶液反应的另一产物中含有哪些元素?你的推测依据是什么?(2)书写该反应的化学方程式并配平,若是离子反应请写出其离子方程式 :【迁移应用】(1)你认为日常生活中在使用铝制餐具时需要注意哪些问题?(2)1989 年世界卫生组织把铝定为食品污染源之一,而应加以控制使用。铝在下列应用时应加以控制的是( )制铝合金 制电线 制炊具 银色漆颜料 明矾净水 明矾与小苏打制食品膨松剂 易拉罐 用氢氧化铝凝胶制胃舒平 包装糖果和小食品A. B.C.
4、 D.【知识整合】(1)通过本节教材的学习,你认为金属的化学性质的共性是什么 (从氧化还原的角度)?为什么会有这种共性?(2)由此你来推测一下大多数金属在自然界中是以什么形态( 游离态还是化合态)存在?【拓展提升】两份铝粉分别与足量的 NaOH 溶液和 HCl 溶液反应,产生的气体体积相同(同温、同压下), 则这两份铝粉的质量之比为 ( )A.12 B.13C.32 D.11四、物质的量在化学方程式计算中的应用【交流研讨】试根据反应 2CO+O2 2CO2 中的化学计量数之比推导出各物质的分子个数之比、物质的量之比、体积之比和质量之比。【迁移应用】1.标准状况下,把 2.7 g 铝放入足量的
5、NaOH 溶液中,铝完全反应。计算:(1)参加反应的 NaOH 的物质的量 ;(2)产生 H2 的体积。2.标准状况下,用铝箔(过量)包裹 0.1 mol 金属钠,用针扎一些小孔,放入水中,完全反应后,生成的气体的体积是多少?随堂检测1.某金属放入稀硫酸中,不产生气泡,该金属可能是( )A.Mg B.AlC.Zn D.Ag2.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3.在铝和 NaOH 溶液的反应中,作为氧化剂的是( )A.水 B.铝C.氢氧化钠 D.氢氧化钠和水4.下列物质中不能与 NaOH 溶液反应的是( )A.Na B.FeC.Al
6、 D.Cu5.用铝箔包装 0.1 mol 金属钠,用针扎一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水取气法收集产生的气体,则收集到的气体为( )A.O2 和 H2 的混合气体 B.0.05 mol 的 H2C.大于 0.05 mol 的 H2 D.小于 0.05 mol 的 H26.下列反应的离子方程式正确的是( )A.金属钠加入到 CuSO4 溶液中:2Na+Cu 2+ Cu+2Na+B.金属铝加入到 NaOH 溶液中:Al+2OH -+H2O Al +2H2-2C.铁粉加入到 FeCl3 溶液中:Fe+2Fe 3+ 3Fe2+D.铜片插入到 AgNO3 溶液中:Cu+Ag + Cu2+Ag7.将
7、质量相同的 Na、Mg 、Al 、Fe、Zn 分别投入足量的稀盐酸中 ,则这些金属与酸反应生成 H2 的体积由大到小排列顺序是 ( )A.ZnFeNaMgAl B.AlMgNaFeZnC.NaMgAlFeZn D.FeZnMgAlNa8.将钠、镁、铝各 0.3 mol 分别放入 100 mL 1 molL-1 的盐酸中,同温同压下产生的气体的体积比是( )A.123 B.632C.311 D.11 19.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铝钾溶液中D.将钠用铝箔包好,并刺穿一些小孔 ,放入足量的水中10
8、.若在加入铝粉能放出 H2 的溶液中 ,分别加入下列各组离子,肯定不能共存的是( )A.Fe3+、 S 、Cl -、Na + B.Ba2+、Mg 2+、HC 、Al2-4 -3 -2C.N 、Na +、K +、C D.N 、K +、Al 、OH -3 2-3 -3 -2参考答案学习过程【复习回顾】金属可以三、 【观察思考】略。【实验探究】实验步骤 实验现象 产生现象的原因(1) 铝片与盐酸、NaOH 溶液都发生反应,生成气体(2) 产生大量的肥皂泡(3) 肥皂泡破裂发出爆鸣声并且可以燃烧铝片与盐酸、NaOH 溶液都发生反应,反应中生成了 H2H2【交流研讨】(1)Al 元素和 Na 元素。依据
9、为元素守恒。(2)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2 2Al+2OH -+2H2O 2Al +3H2-2【迁移应用】(1)不宜长时间存放和蒸煮酸、碱性的食物。(2)D【知识整合】(1)大多数金属的化学性质比较活泼。金属元素的原子最外层电子数较少,容易失电子,单质往往表现出还原性。(2)化合态【拓展提升】 D四、物质的量在化学方程式计算中的应用【交流研讨】2CO+O2 2CO2化学计量数之比 2 1 2分子个数之比 2 1 2物质的量之比 2 mol1 mol2 mol体积之比 2 1 2质量之比 56 g32 g88 g【迁移应用】1.解:n(Al)= =0.1 mol()(
10、)= 2.727-12Al + 2NaOH+2H 2O 2NaAlO2+3H22 mol 2 mol 3 mol0.1 mol n(NaOH) n(H2)n(NaOH)= =0.1 mol20.12n(H2)= =0.15 mol30.12V(H2)=0.15 mol22.4 Lmol-1=3.36 L答:参加反应的 NaOH 的物质的量为 0.1 mol,产生 H2 的体积为 3.36 L。2.解:2Na + 2H 2O 2NaOH + H 20.1 mol 0.1 mol 0.05 mol2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H20.1 mol 0.15 moln(H2)=0.0
11、5 mol+0.15 mol=0.2 molV(H2)=0.2 mol22.4 Lmol-1=4.48 L答:生成 H2 的体积为 4.48 L。随堂检测1.解析:活泼金属遇到稀酸会发生置换反应 ,生成氢气。题干中只有银性质稳定,银在金属活动性顺序中排列在氢的后面,因此不能与稀硫酸反应。答案:D2.解析:本题考查知识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。硫酸铝溶液与镁可以反应,置换出铝,不符合题意。烧碱溶液就是氢氧化钠溶液,由于铝有两性,可以与氢氧化钠反应产生氢气和可以溶于水的偏铝酸钠,而镁是活泼金属,不与碱反应。答案:B3.解析:铝和 NaOH 溶液的反应
12、过程是 :2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2,Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O。H 2O 中+1 价的氢变为 0 价,H 2O 得电子是氧化剂。答案:A4.解析:Na 与溶液中的水反应,Al 与氢氧化钠反应,Fe 和 Cu 在常温下不与 NaOH 溶液反应。答案:BD5.解析:0.1 mol 金属钠与水反应生成氢气 0.05 mol,生成氢氧化钠 0.1 mol,氢氧化钠与铝反应生成氢气和偏铝酸钠,所以收集到气体的物质的量大于 0.05 mol。答案:C6.解析:Na 与 CuSO4 溶液反应时,Na 先与 H2O 反应生成 NaOH 和 H2,生成的 NaOH 再与Cu
13、SO4 反应生成 Cu(OH)2 沉淀,即 2Na+Cu2+2H2O Cu(OH)2+2Na+H2,A项错误;铝与NaOH 溶液反应的离子方程式应为 2Al+2OH-+2H2O 2Al +3H2,B项错误;Fe 3+具有较强-2氧化性,可将 Fe 氧化为 Fe2+,C 项正确;D 项中电荷不守恒。答案:C7.解析:同等价态的金属与酸反应 ,置换出 H2 的多少与其物质的量多少有关,n= ,物质的量大,置换出的 H2 多。答案:B8.解析:金属均为 0.3 mol,金属过量 ,但钠可与水反应生成 H2,故三者产生气体的体积之比为 311。答案:C9.解析:A、B、C 中都是钠与酸( 或水)反应,它与放出的氢气的关系式为 2NaH2;而 D 中除了 Na 与水反应放出 H2 外, 铝还会与生成的 NaOH 反应放出一定量的 H2,即2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,故 D 中放出的氢气最多。答案:D10.解析:B 中 HC 在酸、碱溶液中都不能大量存在。-3答案:B
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