(经典1-1)高中化学《铝与氢氧化钠溶液的反应》教学设计

《铝与氢氧化钠溶液的反应》教学设计
一、铝与氢氧化钠溶液的反应
铝与强酸和强碱的反应
【归纳总结】
(1)铝是一种典型金属，既能与酸反应，又能与强碱溶液反应，其反应中都有_______生成，反应的还原剂都是______。

(2)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素的化合价都是由_____价变为______价，当 1 mol铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应时都产生_________mol氢气。

【例题1】在铝制易拉罐中收集满CO2气体，然后向其中倒入10 mL浓NaOH溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住，能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了，经过一段时间后，又可以观察到的现象是_______________________________________________。

试解释易拉罐变瘪的原因：_________________________________；
并解释后一现象的原因：___________________________________。

写出反应过程中的两个离子方程式：_____________________；____________________。

【例题2】铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为( )
A.1∶1
B.2∶1
C.3∶1
D.1∶3
思维启迪(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。

二、物质的量在化学方程式计算中的应用
1.化学方程式是表示物质间发生化学反应的式子，它必须遵循质量守恒定律，即在反应前后质量守恒、原子种类和数目守恒。

在化学方程式中，可反映出物质的质量关系、粒子数目关系、物质的量关系等。

例如：2Na ＋ 2H2O===2NaOH＋H2↑
质量之比 46 g 36 g 80 g 2 g
计量数之比 2 ___ ___ ____
扩大N A倍 2N A _____ _____ _____
物质的量之比 2 mol _____ ______ _______
结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于_____________之比，等于___________之比，在同一条件下也等于___________之比。

2.物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
例如：2Na ＋ 2H 2O===2NaOH ＋ H 2↑ 2×23 g 2 mol 2 mol 22.4 L m (Na) n (H 2O) n (NaOH) V (H 2) 则有2×23 g m (Na )＝2 mol n (H 2O )＝2 mol n (NaOH )＝22.4 L V (H 2)
【例题3】向500 mL NaOH 溶液中投入10.8 g Al ，二者恰好完全反应，试计算： (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)在标准状况下生成H 2的体积。

特别提示根据化学方程式计算需注意的问题
(1)书写格式规范化：在计算过程中应注意表达格式的规范化：各物理量、物质的名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。

(2)单位运用对应化：一般来说，在一个题目中如果都用统一的单位，不会出现错误，但如果题目所给的两个量单位不一致，若换算成同一个单位，有时显得很繁琐，这时只要做到两个量的单位“上下一致，左右相当”即可。

(3)如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。

【学习总结】
1.铝(或氧化铝)既能与酸反应，又能与碱反应，因此，铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。

2.熟记两个反应：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
3.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。

【随堂练习】
1.下列说法不正确的是 (填序号)。

①铝和盐酸、NaOH溶液的反应中，铝作还原剂
②等质量的铝与足量的盐酸、NaOH溶液反应放出的H2物质的量相等
③等体积等物质的量浓度的盐酸、NaOH溶液与过量的Al反应，产生H2的物质的量相等
④铝与NaOH溶液反应中，每转移3 mol e－，就生成1.5 mol H2
⑤化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的质量之比
⑥根据方程式2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，可知2 mol Na与足量水反应放出22.4 L氢气
⑦根据离子方程式Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，可知1 g Mg与足量H＋反应生成1 mol氢气
2.物质在发生化学反应时( )
A.它们的质量一定相等
B.它们的物质的量一定相等
C.它们的质量比等于化学方程式中化学计量数之比
D.它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比
3.足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )
A.氢氧化钠溶液
B.稀硫酸
C.盐酸
D.氢氧化钡溶液
4.将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol 的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为( )
A.1
3
mol B.1 mol C.2 mol D.
2
3
mol
5.把铁、铝混合物1.1 g溶于200 mL 5 mol·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L －1(溶液体积变化忽略不计)。

求：
(1)反应中消耗HCl的物质的量；
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。

6.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3∶4，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是( )
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、乙中都是铝不足
一、
答案2
易拉罐被大气压压瘪浓NaOH溶液与易拉罐(Al)反应产生H2，随着易拉罐内H2量的增多，易拉罐内气压增大，又会鼓起CO2＋2OH－===CO2－3＋H2O 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑
二、例如：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N A倍 2N A 2N A 2N A N A
物质的量之比 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol
粒子数目物质的量气体体积
答案(1)Al的物质的量为0.4 mol
(2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4 mol
NaOH溶液物质的量浓度是0.8 mol·L－1
(3)在标准状况下生成H2的体积为13.44 L
随堂练习1答案③⑤⑥⑦ 2D 3D 4D
5答案(1)反应中消耗HCl的物质的量为0.08 mol。

(2)该混合物中铝、铁的物质的量分别为0.02 mol，0.01 mol。

6B。