高一化学必修1同步课件之第三章第一节2

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【名师点评】讲解本题时应注意以下3点：
(1)引导学生通过对照装臵甲、乙分析装臵中各部分的作用， 比如通过对照装臵C、H得出H的作用。 (2) 归 纳 总 结 检 验 装 臵 的 气 密 性 的 常 用 方 法 ——“ 微 热 法”“液差法”。 ①微热法：将装臵只留下1个出口，并先将该出口的导管插入 水中，后采用微热(手捂、热毛巾捂、酒精灯微热等)，使装臵
1∶3，②式是非氧化还原反应，氢氧化钠既不是还原剂也不是氧
化剂。
【学而后思】
(1)将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块 用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后放入水中，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要继续与铝箔反应产生
3×2 6 g
n(HCl)=
mol
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
2×40 80 g n(NaOH)=
80 g 2 40 gmol1
3×2 6 g mol
可直接得到答案：n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。
类型一
钠与水及水溶液的反应
【典例】将一小块钠投入到下列溶液中时，既能产生气体又会
第2课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应
1.掌握钠与水反应的原理，会描述实验现象。 2.掌握铁与水反应的原理，了解气体产物的检验方法。 3.了解铝与酸及NaOH溶液的反应。
一、金属与酸的反应 金属置换出酸电离出来的H+，生成H2 金属活泼性顺序表中H以前的金属与
非氧化性酸①反应
2Al+6H+====2Al3++3H2↑ 铝与盐酸反应方程式_____________________
2Na+2H2O====2Na++2OH-+H2↑ 2Na+2H2O==== 2Na++2OH-+H2↑ Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓ 总式： 2Na+2H2O+Cu2+==== 2Na++H2↑+Cu(OH)2↓
钠与 盐溶 液
钠先与水 反应，生 成的碱再 如CuSO4等 与盐反应 生成氢氧 化物
【解析】(1)检查装臵的气密性，常用“微热法”，应该先将
装臵中气体密封起来，本题即先向H中加入水没过导管口，再 微热K。 (2)湿沙子受热时，水蒸发产生水蒸气。 (3)Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。 (4)潮湿的氢气很难燃烧，故H的作用是干燥氢气，降低H2中的 水蒸气含量。
(5)装臵B中使用石棉绒可以增大水蒸气与铁粉的接触面积，使
明生成碱性物质。
【变式备选】将一小块钠投入到5 mL饱和澄清石灰水的试管
里，不可能观察到的现象是( A.钠熔成小球并在液面游动 C.溶液底部有银白色物质生成 ) B.有气体产生 D.溶液变浑浊
【解析】选C。钠与碱溶液反应的实质是Na与H2O反应，故能观 察到A项和B项中的现象，不可能臵换出Ca；Na与H2O反应放热 使温度升高，且消耗了饱和石灰水中的水，所以会析出部分
2NaOH+MgCl2====Mg(OH)2↓+2NaCl，产生白色沉淀。
二、金属铝与酸、碱反应生成H2的量的关系
1.反应原理 2Al+6H+====2Al3++3H2↑ 反应原理 2Al+2OH-+2H2O====2AlO +3H2↑ 2 2.量的关系 2Al～6H+～3H2 定量关系
2Al～2OH-～3H2
Na与H2O反应生成的NaOH能继续与MgCl2反应生成白色Mg(OH)2沉
淀。
【互动探究】(1)若将C项改为饱和NaOH溶液，且加入Na后不考
虑溶液温度的变化，会有什么现象？反应后溶液中Na+浓度是
否发生变化？
提示：Na反应消耗H2O，会析出NaOH固体，剩余溶液仍为饱和
溶液，故现象为放出气体，产生白色沉淀。Na+浓度不变。 (2)D项中反应后溶液的质量怎样变化？ 提示：Na与MgCl2溶液反应的方程式为 2Na+MgCl2+2H2O====Mg(OH)2↓+H2↑+2NaCl 每反应2 mol Na(46 g),会生成1 mol H2(2 g)和1 mol Mg(OH)2(58 g)，故反应后溶液质量会减轻。
Ca(OH)2固体使溶液变浑浊。
类型二
铁与水蒸气的反应
【典例】某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验，装 置如图甲、乙。
已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物，C中放的是干燥剂，
E为酒精喷灯，G为带有铁丝网罩的酒精灯。 对比两装置，回答下列问题： (1)如何检查乙装置的气密性？________________________。 (2)乙装置中湿沙子的作用是__________________________。 (3)B处发生反应的化学方程式为_______________________。 (4)该同学认为欲在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体，
分析：错误。铁与足量稀盐酸、稀硫酸反应时，生成Fe2+和H2，
1 mol铁最多失去2 mol电子。
(3)活泼金属与水反应时，均生成氢氧化物和H2。( × )
分析：不一定。如Fe与水蒸气反应时生成Fe3O4和H2。 (4)铝与盐酸、NaOH溶液反应产物相同。( × ) 分析：错误。铝与盐酸反应和与NaOH溶液反应均能生成氢气， 但生成的盐不同。
【知识链接】
①非氧化性酸 非氧化性酸是指在反应中只能表现出氢离子弱氧化性的酸。如 HCl、HBr、HF、H2CO3、稀硫酸等。 ②还原铁粉 还原铁粉是指利用固体或气体还原剂(焦炭、木炭、氢气等)还 原铁的氧化物来制取的海绵状的单质铁。
一、钠与水及水溶液的反应 反应物 反应情况 离子方程式
钠与水 酸 过 量
反应充分进行。
答案：(1)向H中加入水没过导管口，连接好装臵，微热K，若H
中导管口出现气泡，停止加热后导管中出现水柱，证明气密性 良好(其他合理答案也可) (2)提供水蒸气 (3)3Fe＋4H2O(g) ==== Fe3O4＋4H2 (4)干燥氢气，降低H2中水蒸气进行
【变式训练】某学生将一小块钠投入滴有酚酞试液的水中，此
实验能证明钠具有下列性质中的( ①钠密度比水小 ③钠与水反应时要放出热量 A.①④ B.①②④ )
②钠的熔点较低 ④钠与水反应后溶液呈碱性 D.①②③④
C.①③④
【解析】选D。钠投入水中，浮在水面上说明钠的密度比水小； 熔成小球说明钠熔点低且钠与水反应放热；反应后溶液变红说
出现白色沉淀的是( )
A.稀硫酸
C.氢氧化钠稀溶液
B.硫酸铜溶液
D.氯化镁溶液
【解题指南】解答本题可按以下思路：
【解析】选D。A项，Na与稀硫酸反应产生H2和Na2SO4，无沉淀 生成；B项，Na与H2O反应生成的NaOH能继续与CuSO4反应生成 蓝色Cu(OH)2沉淀；C项，Na只与水反应产生H2和NaOH；D项，
2.问题思考
(1)钠保存在煤油中的原因是什么？
分析：金属钠容易被空气中的氧气氧化，也容易与水反应，
钠不与煤油反应且密度比煤油大，选择存放在煤油中,使钠
与空气等隔绝。 (2)等物质的量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反 应时产生的氢气在相同条件下的体积有何关系？ 分析：相等。根据方程式：2Al＋6HCl2====AlCl3+3H2↑、 2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑得Al与H2的关系式均 为2Al～3H2。
1 VHCl H2 ＜ ＜ 1 3 VNaOH H2
【知识备选】铝与氢氧化钠溶液反应的实质
Al与NaOH溶液的反应可视为两步反应： ①2Al+6H2O====2Al(OH)3+3H2↑； ②Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O。 将两式叠加后可得总反应式为
2Al+6H2O+2NaOH====2NaAlO2+4H2O+3H2↑，①式是氧化还原反应， Al为还原剂，H2O为氧化剂，还原剂和氧化剂的物质的量之比为
铝与盐酸、氢氧化钠反应情况分析：
反应物的量 产生H2的体积关系
VHCl H2 1 1 ∶ VNaOH H2
VHCl H2 1 VNaOH H2 3
等量铝分别与足量盐酸和 氢氧化钠
足量的铝分别与等物质的 量的盐酸和氢氧化钠 一定量的铝分别与不足量 的盐酸和过量的氢氧化钠
△ 氢氧化铝和氢气。如Mg＋2H2O ==== Mg(OH)2↓＋H2↑。
(3)高温反应型：铝之后，氢之前的金属(Zn、Fe、Sn、Pb)可
以与水蒸气在高温条件下反应生成金属氧化物和氢气。如 3Fe＋4H2O(g) ==== Fe3O4＋4H2。 (4)不反应型：铜及铜之后的金属(Cu、Hg、Ag、Pt、Au)不能 直接与水反应。
氢气，因此后者产生的氢气总量比前者多。
(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
放出的气体的质量相等时，反应中消耗的盐酸和NaOH物质的量 之比是多少？ 提示：设产生6 g H2。 由2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑ 6×36.5 219 g
219 g 6 36.5 gmol1
钠 过 量
剧烈反应
钠只与酸 的反应
2Na+2H2O====2Na++2OH-+H2↑
2Na+2H+====2Na++H2↑