2 铝与氢氧化钠溶液的反应和计算

1．熟记两个反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2．有关化学方程式计算的三个等式关系：各物质的化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质构成粒子的粒子数之比＝相同条件下的气体的体积之比。第二课时铝与氢氧化钠溶液的反应[课标要求]1．了解铝与氢氧化钠溶液的反应。2．掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。铝与氢氧化钠溶液的反应铝与盐酸、NaOH溶液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，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有声化学方程式逐渐溶解爆鸣2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O2Al＋6HCl======2NaAlO2＋3H2↑铝与盐酸反应铝与氢氧化钠溶液反应离子方程式结论铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生[特别提醒]铝制品不能用来蒸煮或长期储存酸性或碱性食物。2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O2Al＋6H＋======2AlO－2＋3H2↑H21．等质量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，两者生成氢气的量有什么关系？2．足量的铝分别与等浓度、等体积的盐酸和NaOH溶液反应，生成氢气的量有什么关系？提示：产生H2的物质的量相等。提示：产生H2的物质的量之比为1∶3。铝与酸、碱液反应生成H2的量的关系1．反应原理2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑2．量的关系(1)定量关系2Al～6H＋～3H22Al～2OH－～3H2反应物的量产生H2的体积关系等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应VHClH2VNaOHH2＝1∶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VHClH2VNaOHH2＝13一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13VHClH2VNaOHH21(2)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气体积关系归纳：2．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，乙中碱过量解析解析：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的体积比为1∶3，而今产生H2的体积比：13VHClH2VNaOHH21，所以反应的情况为：铝过量，盐酸不足；铝不足，氢氧化钠过量。答案：B返回[方法技巧]一定量的铝分别和含等物质的量溶质的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为13VHClH2VNaOHH21，则必定是：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。物质的量在化学方程式计算中的应用化学方程式2H2＋O2=====点燃2H2O(g)计量数之比：2∶1∶2物质微粒数之比：2∶1∶2扩大NA:2NA∶NA∶2NA物质的量之比：2mol∶1mol∶2mol标准状况下体积之比：44.8L∶22.4L∶44.8L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等于之比，也等于之比，对于有气体参与的反应，在同温同压下，还等于其之比。粒子个数物质的量体积[名师点拨](1)根据化学方程式进行计算时，已知的物质的其他物理量可换算成物质的量，再根据化学方程式中化学计量之比等于其物质的量之比，列比例式。(2)各物理量及单位、公式等尽量用符号表示。各物理量要注明所表示的物质(或粒子)的符号，如参加反应的NaOH的物质的量表示为n(NaOH)。(3)设未知量可直接用各物理量符号表示，如设参加反应的HCl的物质的量为n(HCl)，不带单位。(4)把已知量代入比例式计算时，都要代入单位。(5)根据化学方程式计算时，已知物理量和被求物理量，只要满足“上下一致，左右相当”即可进行求算，如46gNa与水反应时，46gNa与22.4LH2(标准状况下)是相当的。1．根据化学方程式计算时，已知物理量与被求物理量是否必须一致？2．1.15g金属钠与水反应，生成气体在标准状况下的体积是多少？提示：不一定；只要满足“上下单位相同，左右相对应”即可。提示：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑2mol22.4L1.15g23g·mol－1V(H2)2mol∶22.4L＝1.15g23g·mol－1∶V(H2)，则V(H2)＝0.56L1．基本步骤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中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。(2)过量计算给出了两种反应物的量，求解某产物的量。方法：按照化学方程式中量的关系判断哪一种物质过量，然后根据量不足的物质进行求解。[对点演练]向足量的500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应后，则：(1)Al的物质的量为________。(2)参加反应的NaOH的物质的量为________，NaOH溶液的物质的量浓度为________。(3)生成标准状况下H2的体积为________。解析：根据物质的量、摩尔质量和质量之间的等式关系，n＝mM，能求出Al的物质的量。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。(1)n(Al)＝10.8g27g/mol＝0.4mol。(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。则2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑220.4moln1．将足量铁粉放入100mL0.1mol/L的CuSO4溶液中，充分反应后析出的铜的质量为()A．32gB．6.4gC．0.64gD．3.2g解析：设析出铜的质量为mgFe＋CuSO4===FeSO4＋Cu1mol64g0．1×100×10－3molmm＝0.64g。答案：选C3．解题技巧(1)关系式法示例：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的质量。分析：①写出反应方程式：3CO＋Fe2O3=====△2Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O②列关系式3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3，以上关系也可根据C原子守恒。(2)守恒法①电子守恒：氧化还原反应中得电子总数等于失电子总数。②电荷守恒：电解质溶液中，阳离子所带正电荷总数＝阴离子所带负电荷总数；离子方程式中，反应物所带电荷总数＝生成物所带电荷总数。(3)差量法原理：根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出“理论差量”，如反应前后的质量、物质的量、气体体积等。结合题目实际差量列出比例式进行解答。示例：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4固体质量差理论差量56g64g64g－56g＝8g实际差量xmg则56gx＝8gmg，x＝7mg。3．在500mLNaOH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6.72L，生成物NaAlO2的物质的量浓度为(假定反应前后，溶液体积不变)()A．1mol/LB．0.4mol/LC．1.5mol/LD．2mol/L答案：选B解析：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2mol3×22.4Ln(NaAlO2)6.72Ln(NaAlO2)＝2mol×6.72L3×22.4L＝0.2mol，c(NaAlO2)＝0.2mol500×10－3L＝0.4mol/L。4．将4.6g金属Na投入到100g不同浓度的下列盐酸中①0.365%②3.65%③36.5%，则放出H2的物质的量()A．③最少B．③最多C．都一样多D．无法确定解析：n(Na)＝4.6g23g/mol＝0.2mol，①中n(HCl)＝0.365%×100g36.5g/mol＝0.01mol，②中n(HCl)＝0.1mol，③中n(HCl)＝1mol，由2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，①、②中HCl不足，③中HCl过量，但由于过量的Na会与水反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，故Na在溶液中全部反应，转移电子数相同，生成的H2物质的量相同。答案：选C