《铝与氢氧化钠溶液的反应》ppt讲练课件

1.5
各物质的化学计量数
(5)1 mol H2与1 mol Cl2完全反应生成2 mol HCl
课堂互动探究02
课堂探究·提能力
铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的量的关系
1．反应原理及其本质 铝和盐酸反应，直接与盐酸电离出的H＋发生电子 转移，而铝和碱溶液反应，先和水作用生成Al(OH)3， 然后Al(OH)3被OH 中和生成偏铝酸盐。 (1)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
第三章 金属及其化合物
第一节
金属的化学性质
第2课时 铝与氢氧化钠溶液的反应 物质的量在化学方程式计算中的应用
课前自主学习
课堂互动探究
随堂基础巩固
课时作业
课前自主学习01
自主学习·打基础
一、铝与氢氧化钠溶液的反应 铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的对比实验
实验操作
试管中____________________ ， 实验 现象 铝片_____________________ ； 点燃的木条放在试管口时发出_______ 声 有关化 学方程 式 相同点 化学方程式：_______________ 离子方程式：_______________
试管中________，铝片 ________；点燃的木条放 在试管口时发出________ 声 化学方程式：_______ 离子方程式：_______
反应中铝的化合价变化均为0―→＋3，故1 mol Al反应均产生_____ mol H2
二、物质的量与各物理量间的关系 1．图示关系
2．计算公式 m N V气体 n＝M＝ ＝ ＝c· V(溶液) NA Vm
从以上例子可以看出： (1)任意物质的微粒数目之比等于________之比。 (2)在同温同压下，气态物质的微粒数目之比等于________之 比，等于________之比。
(3)同一种任意状态的物质的微粒数目之比等于________之 比，等于________之比。 (4)化学方程式中化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝ 各物质微粒数目之比。 (5)化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和 点燃 质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2＋Cl2 ===== 2HCl可表示________________。
解析：根据H2与CuO的反应，可得如下关系： △ H2＋CuO=====Cu＋H2O 80 64 m(Cu) 8g Δm 16
64×8 g 所以m(Cu)＝ ＝32 g。 16
答案：32 g
1．根据化学方程式计算时，如果反应物不是纯净物该如何处 理？ 答：化学方程式所表示的是纯净物之间量的关系，所以不纯 物质的质量只有换算成纯净物的质量，才能按化学方程式列出比 例式进行计算。可根据题干提供的信息，进行相应的转化。
2．工业制备硫酸的反应是4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2 2SO2＋O2＝2SO3 式。 答：方法一：根据方程式4FeS2～8SO2～8SO3～8H2SO4，即 FeS2～2H2SO4。 方法二：由硫元素守恒得，FeS2～2H2SO4。 SO3＋H2O＝H2SO4，找出FeS2与H2SO4的关系
2．实例 现有1 L 1 mol/L的盐酸与50 g NaOH样品恰好完全反应(杂质 不与盐酸反应)，则该样品中NaOH的含量为多少？ (1)设：设样品中NaOH的质量为x (2)写：HCl (3)标： ＋ NaOH===NaCl＋H2O 40 g
1 mol
1 L×1 mol/L x
1 mol 40 g (4)列： ＝ x 1 L×1 mol/L 40 g×1 L×1 mol/L (5)解：x＝ ＝40 g 1 mol 40 g NaOH的含量 ×100%＝80% 50 g (6)答：该样品中NaOH的含量为80%。
答案 一、有气泡冒出 解 爆鸣 慢慢溶解 爆鸣 有气泡冒出
＋
慢慢溶
＋
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋6H ===2Al3 2Al＋
＋3H2↑
－
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
－
2OH ＋2H2O===2AlO2 ＋3H2↑ 三、(1)物质的量 (2)物质的量 (3)物质的量 体积
0.05 mol×22.4 L V(H2)＝ ＝0.56 L。 2 mol nNaOH 0.05 mol －1 (2)c(NaOH)＝ ＝ ＝ 0.5 mol· L 。 V 0.1 L
用足量H2还原80 g氧化铜粉末，反应一段时间后，测得固体 质量减少8 g，此时消耗H2 22.4 L(标准状况下)，求生成Cu的质 量。
应还是铝与碱反应，Al和H2的关系都是2Al～3H2；(2)综合分析题 中相关条件判断是否存在过量以及谁过量，然后计算得出数值。
【标准答案】
A 由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋
2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，两份等质量的Al都完 全反应时，生成H2的物质的量相等，消耗HCl与NaOH的物质的 量不相等。实际上HCl、NaOH的物质的量均为0.3 mol，且已知
【例1】
甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol· L 1的盐酸和
－
氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后 测得生成的气体体积之比为1:2，则加入铝粉的质量为( A．5.4 g C．2.7 g B．3.6 g D．1.8 g )
【思路分析】
解答此题时要明确两点：(1)无论是铝与酸反
②Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 1 mol n(H2SO4) 22.4 L bL
③Zn＋H2SO4===H2SO4＋H2↑ 65 g cg 22.4 L V(H2)
上述三种表示方法均正确，解题时具体选用哪种格式，要根 据题目所给的量，具体问题具体分析。
(3)方程式运用的灵活性 除一般的化学方程式外，如果是离子反应，可以根据离子方 程式进行计算；如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系 进行有关计算。
生成H2的体积之比为1:2，所以发生反应时分别为HCl不足Al过 量，NaOH过量Al不足。与0.3 mol盐酸完全反应的Al的质量为2.7 g；由生成H2的体积之比为1:2可知，反应的Al的量之比也为1:2， 即与NaOH溶液反应的Al的质量为5.4 g。
称取两份铝粉，第一份加入足量的氢氧化钠溶液，第二份加 入足量的稀盐酸，如果放出的气体的体积比为1;2(在同温同压 下)，则两份铝粉的质量之比为( A．1:2 C．3:2 B．1:3 D．2:1 )
解析：不论铝与氢氧化钠溶液反应，还是与稀盐酸反应，均 是Al失电子：Al－3e－===Al3＋，还原产物都是H2，则都有如下关 系：2Al～6e－～3H2；放出氢气的体积比等于消耗的铝的物质的量 之比，而铝的物质的量之比等于其质量比。故正确答案为 A。
答案：A
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物质的量用于化学方程式的计算
1．基本步骤
【例2】 算：
1.15 g金属钠与水反应后，得到100 mL溶液，试计
(1)生成标准状况下气体的体积。 (2)反应后所得溶液的物质的量浓度。
【思路分析】
根据质量、物质的量和摩尔质量的关系，先
计算出1.15 g钠的物质的量，然后根据化学方程式中各物质之间的 化学计量数之比，计算出所得溶液的浓度和生成H2的体积。
【标准答案】 ＝0.05 mol。
(1)M(Na)＝23 g· mol－1，则n(Na)＝
1.15 g 23 g· mol－1
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2 mol 0．05 mol 2mol n(NaOH) 22.4 L V(H2)
2 mol 2 mol 22.4 L ＝ ＝ 0.05 mol nNaOH VH2 0.05 mol×2 mol n(NaOH)＝ ＝0.05 mol 2 mol
3．物质的量应用于化学方程式的计算过程中需注意的问题 (1)书写格式的规范化 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。 各物理量的符号要注明物质(或粒子)的种类。如已知NaOH的 物质的量浓度和体积，求NaOH的质量，可表示为m(NaOH)＝ n(NaOH)×M(NaOH)＝c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
常用的物理量符号：M——摩尔质量，m——质量，n——物 质的量，N——粒子数，V——体积，ρ——溶液密度，w——质 量分数，c——物质的量浓度，Vm——气体摩尔体积，NA——阿 伏加德罗常数，v——化学计量数。 若表示水溶液的物理量应注明aq，如NaOH溶液的体积表示 为V[NaOH(aq)]，密度为ρ[NaOH(aq)]。
－
2．“量”的关系规律 (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 的物质的量之比为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的物质的量之比为1:3。若产生H2的体积比： 1 VHClH2 < <1，则必定是铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足； 3 VNaOHH2 铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH过量。 铝同氢气同，一碱顶三酸。
(2)单位运用的对应性 单位问题：一般来说，在一个题目里如果都用统一的单位， 不会出现错误，但如果题内所给的两个量单位不一致，若要换算 成同一个单位，有时显得很烦琐，这时只要做到两个量的单位 “上下一致，左右对应”即可。例如： ①Zn 65 g m(Zn) ＋ H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 1 mol a mol
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？ 答：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氢 气，因此后者产生的氢气总量比前者多。
2．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放显酸性、碱性的食 物，你知道为什么吗？ 答：酸、碱均可直接侵蚀铝的保护膜Al2O3以及铝制品本身。 3．如何除去铁粉中混有的铝粉？写出反应的化学方程式。 答：将混合物加入足量NaOH溶液中，充分反应后过滤，将 固体洗净烘干即为纯铁粉。2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋ 3H2↑。
三、物质的量在化学方程式计算中的应用 化学方程式 计量数之比： 物质微粒数 之比： 扩大NA： 2 2NA : 1 : NA : : 2 2NA 2H2 2 ＋ : O2 1 点燃 ===== : 2 2H2O(g)
物质的量之比：2 mol:1 mol:2 mol
标准状况下 体积之比： 相同状况下 体积之比： 2 : 1 : 2 44.8 L :22.4 L : 44.8 L