2020版高中化学 第三章第1节课时2 铝与NaOH溶液反应 物质的量在化学方程式中的计算学案

2020版高中化学 第三章第1节课时2 铝与NaOH溶液反应 物质的量在化学方程式中的计算学案

课时2　铝与NaOH溶液反应　物质的量在化学方程式中的计算 ‎1．掌握铝与强酸、强碱反应的性质。(重点)‎ ‎2．掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。(难点)‎ ‎ 铝与酸、碱溶液反应 ‎[基础·初探]‎ ‎1．铝与盐酸反应的化学方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。‎ ‎2．铝与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。‎ ‎3．金属在化学反应中的变化 电子转移 价态变化 表现性质 发生反应 失去电子 化合价升高 还原性 氧化反应 ‎[探究·升华]‎ ‎[思考探究]‎ 铝与强酸、强碱反应的实验探究 实验 操作 实验 现象 试管中产生气泡，铝片溶解，点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声 试管中产生气泡，铝片溶解；点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声 有关化学 方程式 ‎2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑‎ ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎(1)等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应，生成氢气的量有什么关系？‎ ‎【提示】　铝无论是与稀盐酸反应还是与稀氢氧化钠溶液反应，均存在以下关系：2Al～3H2↑，所以等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应，生成氢气的量相同。‎ ‎(2)若要除去铜粉中的少量铝粉，可采用什么方法？‎ ‎【提示】　可利用铜和铝化学性质上的差异除去铝粉，铝可与酸或碱反应，而铜不与稀硫酸、盐酸或强碱反应，可将混合物加入过量盐酸或氢氧化钠溶液中溶解，然后过滤、洗涤、干燥后即可除去铜粉中的铝粉。‎ 6‎ ‎(3)将两小块质量相等的金属钠，一块直接放入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，再投入水中，试分析两者放出的氢气是否相等。‎ ‎【提示】　不相等。因为用铝箔(刺有小孔)包住的金属钠放入水中时，钠先与水反应，产生的氢气与直接把钠投入水中所产生的氢气的量相同，但生成的氢氧化钠溶液会与铝箔反应产生氢气，故后者产生的氢气总量大于前者。‎ ‎[认知升华]‎ 铝与盐酸、NaOH溶液反应的比较 ‎(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：‎ a．2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑；‎ b．Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。‎ 总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，‎ Al是还原剂，H2O是氧化剂。‎ ‎(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。‎ ‎[题组·冲关]‎ ‎1．如图所示的实验中，投入铝片后(　　)‎ A．①中产生气泡，②中不产生气泡 B．①和②中都不产生气泡 C．①和②中都产生气泡，①中是H2，②中是O2‎ D．①和②中都产生气泡，且都是H2‎ ‎【答案】　D ‎2．除去镁粉中的少量铝粉，可选用(　　)‎ A．硫酸　　　 B．氨水 C．盐酸 D．氢氧化钠溶液 ‎【解析】　铝粉可与氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠，而镁粉与氢氧化钠溶液不反应。‎ ‎【答案】　D 6‎ ‎3．称取两份铝粉，第一份加入足量的盐酸，第二份加入足量的烧碱。若同温同压下放出相同体积的气体，则两份铝粉的质量比为(　　) ‎ A．1∶1 B．1∶2‎ C．1∶3 D．3∶1‎ ‎【解析】　铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，因为盐酸和烧碱都是足量的，铝粉将全部参加反应，当生成等体积气体时消耗铝的量相同。‎ ‎【答案】　A 物质的量在化学方程式计算中的应用 ‎[基础·初探]‎ 教材整理1　化学方程式中化学计量数与各物质之间量的关系 ‎　 　 　　 2Na ＋ 2H2O ===2NaOH＋H2↑‎ 质量之比： ‎46 g ∶‎36 g ∶ ‎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量数之比等于粒子数之比，也等于物质的量之比，对于气体参与的反应还等于体积之比。‎ 教材整理2　物质的量与各物理量之间的关系 ‎(1)图示 ‎(2)计算公式 n＝＝＝＝c·V(溶液)‎ ‎[探究·升华]‎ ‎[思考探究]‎ 物质的量在化学方程式计算中的基本步骤 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的物质的量和溶液中溶质的物质的量浓度。‎ ‎(3)生成标准状况下H2的体积。‎ 6‎ ‎【解析】　(1)n(Al)＝＝0.4 mol。‎ ‎(2)2Al　＋　2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎ 2 　2‎ ‎ 0.4 mol 　n 则＝，n＝0.4 mol，‎ c(NaOH)＝＝0.8 mol/L。‎ ‎(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎2 mol 3×‎‎22.4 L ‎0．4 mol V(H2)‎ ＝ V(H2)＝‎13.44 L。‎ ‎【答案】　(1)Al的物质的量为0.4 mol；(2)参加反应的NaOH的物质的量为0.4 mol，物质的量浓度为0.8 mol/L；(3)生成标准状况下H2的体积为‎13.44 L。‎ ‎[认知升华]‎ 物质的量在化学方程式计算中的方法 ‎(1)基本步骤 ‎(2)物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项：‎ ‎①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，而非质量之比。‎ ‎②计算时，各种物质不一定都用物质的量表示，也可以用质量表示，气态物质还可以用体积表示，但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系；只要做到“上下一致，左右相当”即可。‎ ‎[题组·冲关]‎ ‎1．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(　　)‎ 6‎ A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑‎ ‎ 1 mol 1 mol ‎ ‎3.25 g x L B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑‎ ‎ ‎65 g ‎‎1 L ‎ ‎3.25 g x L C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑‎ ‎ 1 mol 1 mol ‎ 0.05 mol x L D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑‎ ‎ ‎65 g ‎‎22.4 L ‎ ‎3.25 g x L ‎【解析】　比例式应注意单位要“上下一致，左右相当”。‎ ‎【答案】　D ‎2．‎1.15 g金属钠与水反应，得到100 mL溶液，试计算：‎ ‎ (1)生成的气体在标准状况下的体积；‎ ‎(2)反应后所得溶液中溶质的物质的量浓度。‎ ‎【解析】　n(Na)＝＝0.05 mol，设生成标准状况下气体的体积为V，溶液物质的量浓度为c。‎ ‎2Na＋2H2O===2NaOH　＋　H2↑‎ ‎2 mol 　 2 mol ‎‎22.4 L ‎0．05 mol ‎0.1 L×c V V＝＝‎0.56 L；‎ c＝＝0.5 mol/L。‎ ‎【答案】　(1)‎0.56 L　(2)0.5 mol/L ‎3．将‎20 g含杂质25%的大理石(杂质与盐酸不反应)投入150 mL盐酸中恰好完全反应，计算：‎ ‎(1)反应生成的CO2的体积(标准状况)；‎ ‎(2)原盐酸的物质的量浓度。‎ ‎【解析】　n(CaCO3)＝＝0.15 mol CaCO3　　＋　　2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑‎ ‎ 1 2 1‎ 6‎ ‎ 0.15 mol 0.3 mol 0.15 mol 故V(CO2)＝0.15 mol×‎22.4 L/mol＝‎‎3.36 L c(HCl)＝＝2 mol/L ‎【答案】　(1)‎3.36 L　(2)2 mol/L ‎【题后归纳】　有关物质的量计算中的“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。‎ 6‎