2 铝与氢氧化钠溶液的反应和计算

(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 46 g Na 与水反应时，46 g Na 与 22.4 L H2(标准状况 下)是相当的。
1.15 g 2 mol∶22.4 L＝ ∶V(H2)，则 V(H2)＝0.56 L 23 g· mol－1
1．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。
于有气体参与的反应，在同温同压下，还等于 其 体积 之比。
[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)。
提示：产生 H2 的物质的量相等。
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
＋ 3＋ 2Al ＋ 6H ===2Al ＋3H2↑ － － 2Al ＋ 2OH ＋ 2H O===2AlO 2 2 ＋3H2↑
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。
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。
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？ 提示：不一定；只要满足“上下单位相同，左右相对应”
即可。
2．1.15 g 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：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2 mol 1.15 g 23 g· mol－1
22.4 L V(H2)
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 1 VHClH2 比为 1∶3，而今产生 H2 的体积比： < <1，所以反 3 VNaOHH2 应的情况为：铝过量，盐酸不足；铝不足，氢氧化钠过量。 答案：B
解析：根据物质的量、摩尔质量和质量之间的等式关系， m n＝ M，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。 10.8 g (1) n(Al)＝27 g/mol＝0.4 mol。 (2)设参加反应的 NaOH 物质的量是 n。 则 2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2 0.4 mol 2 n
答案：选 B
4．将 4.6 g 金属 Na 投入到 100 g 不同浓度的下列盐酸 中 ①0.365% ( ) A．③最少 C．都一样多 B．③最多 D．无法确定 ②3.65% ③36.5%，则放出 H2 的物质的量
4.6 g 解 析 ： n(Na) ＝ 23 g/mol ＝ 0.2 mol ， ① 中 n(HCl) ＝ 0.365%×100 g ②中 n(HCl)＝0.1 mol， ③中 n(HCl) 36.5 g/mol ＝0.01 mol， ＝1 mol，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。
1．将足量铁粉放入 100 mL 0.1 mol/L 的 CuSO4 溶 液中，充分反应后析出的铜的质量为( A．32 g C．0.64 g ) B．6.4 g D．3.2 g
解析：设析出铜的质量为 m g Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 1 mol 0．1×100×10－3 mol m＝0.64 g。 64 g m
解析： 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2 mol 3×22.4 L n(NaAlO2) 6.72 L 2 mol×6.72L n(NaAlO2) ＝ ＝ 0.2 mol ， c(NaAlO2) ＝ 3×22.4L 0.2 mol ＝0.4 mol/L。 － 500×10 3 L
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 实验 操作 实验 现象 化学方 程式 铝片 逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木 条放在试管口有 爆鸣 声
2Al＋2NaOH＋2H2O 2Al＋6HCl=== ===2NaAlO2＋3H2↑ 2AlCl3＋3H2↑
铝与氢氧化钠溶液反应
答案：选 C
铝与盐酸反应 离子方 2Al＋6H === 程式 结论
＋
铝与氢氧化钠溶液反应
2Al＋2OH－＋2H2O
===2AlO－ 2 ＋3H2↑
2Al ＋3H2↑
3＋
铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反 应，都产生 H2
[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。
1．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？
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 1 VHClH2 钠溶液反应，若产生氢气的体积比为 < <1，则必 3 VNaOHH2 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
点燃 =====2H2O(g) ∶ ∶ ∶ ∶ 2 2 2NA 2 mol 44.8 L 2
化学方程式 计量数之比： 物质微粒数之比： 扩大 NA: 物质的量之比： 标准状况下 体积之比： 相同状况下 体积之比： 2
2H2 2 2 2NA 2 mol
＋ ∶ ∶ ∶ ∶
O2 1 1 NA 1 mol
44.8 L ∶ ∶
22.4 L ∶ 1 ∶
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
56 g 8 g 则 x ＝ ，x＝7m g。 mg
3．在 500 mL NaOH 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 6.72 L， 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．1 mol/L C．1.5 mol/L B．0.4 mol/L D．2 mol/L )
2．量的关系
＋ 2Al ～ 6H ～3H2 (1)定量关系 － 2Al ～ 2OH ～3H2
(2)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气体积关系归纳：
反应物的量 等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化 钠溶液反应 足量的铝分别与等物质的量的盐酸 和氢氧化钠溶液反应 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 产生 H2 的体积关系 VHClH2 ＝1∶1 VNaOHH2 VHClH2 1 ＝ VNaOHH2 3 1 VHClH2 < <1 3 VNaOHH2
(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： 理论差量 实际差量 Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4 固体质量差 56 g x 64 g 64 g－56 g＝8 g mg
[对点演练] 向足量的 500 mL NaOH 溶液中投入 10.8 g Al， 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________。
答案：选 C
3．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↓＋H2O ②列关系式 3CO～3CO2～3CaCO3，即 CO～CaCO3，以上关系也 可根据 C 原子守恒。