第二课时 金属与酸和水的反应 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.ppt

1、第二课时金属与水的反应,1掌握钠与水反应的原理、现象。 2了解Al与NaOH溶液的反应。 3通过金属及其化合物性质的实验，提高对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识，培养实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力等。 4掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。 5了解化学计算中的常用方法。,一、金属与酸或水的反应 1金属与酸的反应 酸和金属活动性顺序表中 的金属反应生成 ，如Zn、Fe和 稀盐酸反应的化学方程式分别为：,氢气,氢前面,Zn2HCl=ZnCl2H2,Fe2HCl=FeCl2H2,2金属与水的反应 (1)钠与水的反应,钠浮在水面上,小,迅速熔化为小球,低,小球四处游动,氢气,红,

2、碱,NaOH,H2,还原,2Na2H2O=2NaOHH2,2Na2H2O=2Na2OHH2,1.通过Na与水反应的现象还可说明钠的哪些物理性质？ 【提示】密度小于水，熔点低。,(2)铁与水蒸气的反应,爆鸣,H2,H2,3Fe4H2O(g) Fe3O44H2,2.人们常用金属器皿(如铁壶、铝壶)来盛水，但铁与水可以反应，这一问题应怎样去认识？ 【提示】铁与水反应是有条件的，铁在加热条件下与水蒸气反应，但铁与冷水、热水不反应。,二、铝与氢氧化钠溶液的反应,有气泡产生,不断溶解,有气泡产生,不断溶解,爆鸣,爆鸣,2Al6HCl=2AlCl33H2,2Al6H=2Al33H2,2Al2NaOH2H2O

3、=2NaAlO23H2,2Al2OH2H2O=2AlO23H2,3.实验室制取H2的方法除了用较活泼的金属与酸反应外，还有什么方法？ 【提示】用金属铝与强碱反应可以制取H2；或将钠块用铝箔包好，上面扎些小孔，放入水中，也可制取H2。,三、化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系 2Na2H2O=2NaOHH2 质量之比 46 g 36g 80 g 2 g 计量数之比 2 2 2 1 扩大NA倍 2NA 2NA 2NA NA 物质的量之比 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol 结论：化学方程式中化学计算数之比 之比 之 比 之比,微粒个数,物质的量,气体体积(相同条件),4.根据化学

4、方程式进行计算时，已知物理量与被求的物理量是否必须一致？ 【提示】不一定。只要满足“上下一致，左右相当”即可进行求算，如上式46 g Na与22.4 L H2(标况下)就是相当的。,一、金属与酸和水的反应,哪些金属能与酸发生反应？金属与酸反应的剧烈程度相同吗？金属与酸反应的实质是什么？ 学生交流 【提示】金属活动顺序表中氢之前的金属能从酸溶液中置换出H2。金属越活泼，反应程度越剧烈。金属与酸反应的实质是金属失电子转移至酸溶液中的H，发生氧化还原反应(置换反应)产生H2。例如：2Na2H=2NaH2。,在金属活动顺序表中，钠排在铜的前面，所以，将钠加入到CuSO4溶液中，会置换出金属铜。这种说法

5、对吗？为什么？ 师生互动 【提示】不对。钠加入到CuSO4溶液中，应先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀，不会有Cu生成。钠与盐溶液反应，不能置换出盐中的金属。不过，钠能与熔融态的盐反应，可以置换出盐中的金属，如,归纳小结 金属与水反应的规律 (1)K、Ca、Na等金属和冷水作用，生成可溶性碱和H2。 2K2H2O=2KOHH2 (2)Mg与冷水反应缓慢，与沸水反应快，Al与冷水很难反应，与沸水能反应，即镁和铝在除掉氧化膜后，在加热条件下能与水反应。,(4)Cu、Hg、Ag、Pt、Au不与水作用,某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结

6、出两个可以生成H2的反应：Zn盐酸；Na水。为点燃上述两个反 应生成的H2，他们设计了右图装置。请回答下列问题： (1)写出Na与H2O反应的化学方程式_。 (2)实验小组在点燃用上述装置制得的H2时，实验获得成功，却 失败了。他们分析认为失败的原因是Na与H2O的反应速率太快，Na的用 量太少。于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险 的原因是_。 (3)实验小组查阅钠、煤油、水的密度分别为0.97 gcm3、 0.80 gcm3，1.00 gcm3，并据此对实验进行改进。 在改进后的实验中H2的生成速率减慢，原因是_。,【解析】Na与H2O反应产物是NaOH和H2，反应速率

7、很快，并放出大量的热，Na的用量多容易产生爆炸。由于(煤油)(钠)(水)，故钠块放入后将落在煤油和水的界面上。钠与水反应，有氢气生成，氢气推动钠块上浮，当氢气逸出后，钠块又下沉到煤油与水的界面上与H2O发生反应，重复发生上述现象，减慢了Na与H2O的反应速率。 【答案】 (1)2Na2H2O=2NaOHH2 (2)钠与水反应放出大量的热，使试管内H2与O2的混合气体点燃而爆炸 (3)钠比水轻，比煤油重，落在煤油与水的交界处。钠与H2O反应产生的H2使钠浮起，脱离水面，反应停止；当钠表面的H2逸出，钠又回落，与水反应，如此反复，减慢了Na与H2O的反应速率,【点评】由于实验是做Na与H2O的反应

8、，且要保证实验的安全。本题可以从钠与H2O反应的本质，水和煤油是否互溶，密度的大小等诸多方面入手进行分析和解答，整体思维，逻辑推理，得出合理的结论。,1.将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 molL1的 盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是() A123 B632 C311 D111 【解析】本题主要考查金属与水、酸反应的实质。根据金属与酸反应的实 质2M2nH=2MnnH2可知三种金属都过量，而铝、镁都不与H2O反 应，按盐酸计算，两者产生气体体积都为0.05 mol，金属钠可继续与H2O反应 最终产生0.15 mol H2，即同温同压下产生气体的体积比为： 0.15 mo

9、l0.05 mol0.05 mol311。 【答案】C,二、铝与氢氧化钠溶液的反应,铝与氢氧化钠溶液反应的原理是什么？ 师生互动 【提示】铝与强碱溶液反应的原理的解释 氧化还原反应(或置换反应)：,总反应式：将上述、中的反应相加，2再整理可得：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(氧化还原反应)。 Al(OH)3是两性氢氧化物，在强碱溶液中，Al表面生成的Al(OH)3立即与强碱溶液反应而溶解，这样，铝就不断与水反应，生成的Al(OH)3再与强碱反应，并且反应放热，因此反应速率会越来越快。,铝与酸或碱反应均能产生氢气，它们产生氢气的情况如何？ 师生互动 【提示】分析依据：2Al6HC

10、l=2AlCl33H2 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和NaOH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 甲乙12，则加入铝粉的质量为_。 【思路点拨】解答本题要从以下两方面考虑： (1)等量的铝粉分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应放出H2的关系。 (2)足量的铝粉分别与盐酸和NaOH溶液反应放出H2的关系。,【解析】解答本题的关键是由题给条件判断出哪种物质完全反应以找出 计量关系。等质量的铝粉分别与足量的HCl和NaOH溶液反应，放出H2的体 积关系为甲乙11，因2Al6HCl=2AlCl

11、33H2，2Al2NaOH 2H2O=2NaAlO23H2，故等物质的量的HCl和NaOH分别与足量的铝粉 反应，放出H2的体积关系为甲乙13。现产生H2的体积比甲乙 12，说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，对NaOH来说是不足的，据上述 两方程式可求得：与盐酸反应的铝粉是2.7 g，与NaOH反应的铝粉是5.4 g， 所以投入铝粉的质量为5.4 g。 【答案】5.4 g,由Al与盐酸、氢氧化钠反应原理可推知：当一定量的铝在盐酸中有剩余，而在NaOH溶液中不足时，产生氢气的体积比应存在下列关系：,2.有关Al与NaOH溶液反应的说法正确的是() AAl是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂 B还原

12、产物是H2，且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量 之比为21 C此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱 D此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂 【解析】Al与NaOH溶液反应产生H2的实质是：2Al6H2O=2Al(OH)3 3H2，NaOHAl(OH)3=NaAlO22H2O，总反应为：2Al2NaOH 2H2O=2NaAlO23H2。 【答案】D,三、物质的量在化学方程式计算中的应用,根据化学方程式进行计算的基本步骤如何？举例说明。 师生互动 【提示】 1基本步骤,(6)答：该样品中NaOH的含量为80%,向500 mL NaOH溶

13、液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应后，计算： (1)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。 (2)生成标准状况下H2的体积。 【思路点拨】,【解析】设参加反应的NaOH的物质的量为n，生成标准状况下H2的体积为V,【答案】(1)参加反应的NaOH的物质的量为0.4 mol NaOH溶液的物质的量浓度为0.8 mol/L (2)生成标准状况下的H2体积为13.44 L,(1)若NaOH溶液物质的量浓度为1 mol/L，完全反应时，可消 耗多少克铝？ (2)若产生标准状况下11.2 L的H2，转移多少 mol电子？,【点拨】1.金属与H2O反应的实质类似于与酸反应的实质，即与

14、水电离出的H+反应，金属越活泼，反应越剧烈，产物除氢气外，因金属的活泼性不同而不同。 2铝是较活泼的金属，但它既能与酸反应，又能与碱反应，均能产生氢气，故铝制品不易用来蒸煮或长期储存酸性、碱性的食物。另外Cl-存在时能破坏铝制品的氧化膜，因此不能用铝制品淹制咸菜。,1在一定条件下能与水反应生成氢气的是() ANaBCu CAg DFe 【解析】Na与H2O常温下反应生成H2；Fe(红热)与H2O(g)在高温条件 下也可反应放出H2；而Cu、Ag不能与水反应。 【答案】AD,2金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体逸出的是() ABaCl2溶液 BK2SO4溶液 CFeCl3溶液 D

15、饱和石灰水溶液 【解析】Na与H2O反应生成了NaOH和H2，Fe33OH=Fe(OH)3， Na投入到饱和石灰水溶液之后，与水反应溶剂减少，并且Na与水反应放 热，Ca(OH)2的溶解度降低，所以有Ca(OH)2析出。 【答案】CD,3用铝箔包起0.1 mol金属钠，用针扎出些小孔，放入水中，完全反应，用 排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)() AO2和H2的混合气体 B1.12 L H2 C大于1.12 L H2 D小于1.12 L H2 【解析】在题中隐含着一个至关重要的条件“铝箔”。0.1 mol钠与水反 应放出1.12 L H2且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反

16、应，也生成H2，故产 生的H2应大于1.12 L。 【答案】C,4下列反应的离子方程式书写正确的是() A钠与H2O反应：Na2H2O=Na2OHH2 B钠与硫酸氢钾溶液反应：2Na2H=2NaH2 C过氧化钠与H2O反应：2O222H2O=4OHO2 D铝粉与NaOH溶液反应：2Al2OH2H2O=2AlO2H2 【解析】A项电荷不守恒，错误。B的化学方程式为 2Na2KHSO4=Na2SO4K2SO4H2。C项Na2O2属于氧化物，书写 离子方程式应用化学式表示，不能拆分。D项质量不守恒。 【答案】B,5某无色透明溶液与金属铝反应放出H2。试判断下列离子：Mg2、Cu2、 Ba2、H、Ag、SO42、SO32、HCO3、OH、NO3，何者能大量 存在于此溶液中？ (1)当生成Al3时，能大量存在_。 (2)当生成A