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第三章第一节第二课时



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

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(1)铝和稀硫酸反应的离子方程式是2Al+6H+=== 2Al3++3H2↑,反应的还原剂是 Al ,氧化剂是 H2SO4。 (2)在标准状况下,46 g钠和足量的水反应,则生成H2 的质量为 2 g ,即2 mol钠和足量的水反应,生成H2的物 质的量为 1 mol,其体积为 22.4 L。

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一、铝与氢氧化钠溶液的反应
1.实验探究 铝与盐酸、NaOH溶液的反应:

实验

操作

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实验

试管中有 气泡 产生,铝 试管中有 气泡 产生,铝片 片 溶解 ;点燃的木条放 溶解 ; 点 燃 的 木 条 放 在 声 2Al+2NaOH 化学方程式: +2H2O===2NaAlO2+ 3H2↑
-+ 2Al + 2OH 离子方程式: 2H2O===2AlO- 2 +3H2↑

现象

在试管口时发出 爆鸣 声 试管口时发出 爆鸣

有关 化学方程式: 2Al+ 化学 6HCl===2AlCl3+3H2↑ 方程 离子方程式:2Al+6H+ 式 ===2Al3++3H2↑

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2.实验结论
铝既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应。 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

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2.化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系
2Na 质量之比: 计量数之比: 扩大NA倍: + 2H2O===2NaOH+H2↑ 36 g ∶ 2 ∶ 80 g 2 ∶ 2g ∶ 1

46 g ∶ 2 ∶

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量数之比等于 粒子个数 之比, 也等于 物质的量 之比,对于有气体参与的反应还等于

体积 之比。

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1.铝制容器能否用来长期存放酸性或碱性食物? 答案:不能,铝与酸或碱都能反应,因此铝制

容器不宜用来长期存放酸性或碱性食物。

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2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”号)。
(1)铝和盐酸、NaOH溶液的反应中,铝都失去电子 ( (2)等体积等浓度的盐酸、NaOH溶液与过量Al反应, 产生H2的物质的量相等 1.5 mol H2 的质量之比 答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)× ( ) )

(3)铝与NaOH溶液反应中,每转移3 mol e-,就生成
( )

(4)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质 ( )

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3.连线题。 具体反应 (1) 2 mol盐酸与足量Al反应

产生H2的量 ?标准状况?

A.22.4 L

B.3 mol
C.2 g (2) 2 mol NaOH溶液与足量Al反应 答案:(1)—A、C (2)—B、D D.67.2 L

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4.化学反应遵循质量守恒,是否物质的物质的量也 守恒呢?

答案:不是,化学反应前后质量是守恒的,但物
质的量之比等于化学计量数之比,所以反应后物 质的量可能不变,也可能减小,也可能增大。

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铝与盐酸、NaOH溶液反应的比较

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1.反应原理 (1)铝与盐酸反应: 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑, Al是还原剂,HCl是氧化剂。

(2)铝跟氢氧化钠溶液的反应是分步进行的:
①2Al+6H2O===2Al(OH)3+3H2↑; ②Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O, 总反应为: 2Al+2NaOH+6H2O===2NaAlO2+3H2↑+4H2O, Al是还原剂,H2O是氧化剂。

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2.“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HCl和NaOH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。

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(4)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠 溶液反应,若产生氢气的体积比为 1/3<VHCl(H2)/VNaOH(H2)<1,则必定有: ①铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化

钠过量。

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[例1]

等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠

溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢 气的体积比为5∶7,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分

别是
A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中铝过量,乙中碱过量 C.甲中酸过量,乙中铝过量 D.甲中酸过量,乙中碱过量

(

)

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[解析]

因为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,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 1 VHCl?H2? 体积比为 1∶3,而今产生 H2 的体积比: < <1,所 3 VNaOH?H2? 以反应的情况为:甲中铝过量,盐酸不足;乙中铝不足,氢 氧化钠过量。

[答案] B

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(1)根据铝与盐酸、 氢氧化钠溶液反应的化学方程式(或 3 离子方程式 )明确相应的关系式 (Al~3HCl~NaOH~ H2) 2 是解答该类题目的关键。 (2)结合数轴正确分析“量”的关系:

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应用物质的量进行化学方程式计算的基 本步骤和类型

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1.基本步骤

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2.计算类型 (1)基本计算: 已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关 量,此时,只要按照化学方程式的量的关系,列出已知物

质和待求物质的比例式计算便可。
(2)混合物反应的计算: 设出混合物中各物质的物质的量为x、y、z,按照化学 方程式的量的关系,并用x、y、z表示,列出方程组解答。

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(3)过量计算:
给出了两种反应物的量,求解某产物的量。 方法:按照化学方程式的量的关系进行判断,哪 一种物质过量,然后根据不足的物质的量进行求解。

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[例2]

向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者

恰好完全反应后,计算: (1)Al的物质的量。

(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量
浓度。 (3)生成标准状况下H2的体积。

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[解析]

m?g? (1)根据 n= , 能求出 Al 的物质 M?g/mol?

的量。 由反应的化学方程式能求出参加反应的 NaOH 和生成 H2 的物质的量,则能求出 NaOH 溶液的物质 的量浓度及标准状况下 H2 的体积。

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[答案]

(1)Al的摩尔质量是27 g/mol,n(Al)

10.8 g = =0.4 mol。 27 g/mol (2)设参加反应的NaOH物质的量是n。 则2Al 2 0.4 mol + 2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2 n

2 2 则 = ,n=0.4 mol, 0.4 mol n 0.4 mol c(NaOH)= =0.8 mol/L。 0.5 L

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(3)设生成标准状况下 H2 的体积是 V。 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2 mol 0.4 mol 0.4 mol×3×22.4 L V= =13.44 L。 2 mol 3×22.4 L V

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(1)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)当已知物理量与被求物理量不一致时,计算时
题目中的数据必须带单位,以体现“上下一致,左右相 当”的原则。

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(1)铝是既能与酸反应又能与碱溶液反应生成H2的

金属。
(2)在反应2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 中,铝作还原剂,水作氧化剂。 (3)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各 物质的物质的量之比。 (4)在根据化学方程式计算时,物理量选用的原则是: 上下一致,左右相当。

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