第3课时铝与氢氧化钠溶液的反应.docx

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第3课时铝与氢氧化钠溶液的反应

第1课时　金属与非金属的反应

【学习目标】1.熟悉金属的存在形态、物理共性，能从金属的原子结构分析金属具有还原性。

2.会用实验的方法探索认识钠、铝分别与氧气的反应，能正确描述反应现象，会书写有关反应的化学方程式。

一、金属的通性

1.金属元素的存在及含量

（1）金属元素的存在

绝大多数金属（如铁、铝等）在自然界中以_________形式存在，极少数化学性质不活泼的金属（如金等），以___________形式存在。

（2）地壳中含量最多的金属元素是______，次之的是______。

2.金属的物理通性

（1）常温下，唯一呈液态的金属是_____，其余金属都为_______。

（2）除铜、金外，大多数金属为_______色，有金属光泽。

（3）金属都具有良好的_____性、______性和________性。

3.金属的化学性质

（1）与非金属反应：

（写出镁、铁分别与氧气反应的化学方程式）

___________________________________，_______________________________________

（2）与酸反应：

（写出镁与盐酸、铁与稀硫酸反应的离子方程式）

________________________________、___________________________________

（3）与盐溶液反应：

（写出铝与硫酸铜溶液、铜与硝酸银溶液反应的离子方程式）

_________________________________、____________________________________

【归纳总结】金属的原子结构与化学性质的联系

（1）原子结构：

金属原子的最外层电子数一般少于_____个。

（2）化学性质：

反应中易______电子，表现______性，作_______剂。

（3）存在形态：

自然界绝大多数金属为化合态。

【例题1】判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）金属具有良好的导热、导电性（　　）

（2）金属单质在氧化还原反应中总是作还原剂（　　）

（3）钠原子在氧化还原反应中失去1个电子，而铝原子失去3个电子，所以铝比钠活泼（　　）

（4）金属在加热条件下均易与氧气反应（　　）

（5）金属元素只有正化合价，没有负化合价（　　）

二、钠与氧气的反应

1.用镊子从试剂瓶中取出金属钠，将其表面的煤油用滤纸吸干，用小刀切下一小块金属钠（如图1）：

（1）放置在空气中发生的变化是_________；

（2）上述变化的原因是_______________________________________________，反应的化学方程式是__________________________。

2.将一小块金属钠放在坩埚中加热（如图2）：

（1）钠块先熔化为_______________，然后剧烈燃烧，火焰呈_______，生成________色固体。

（2）写出上述反应的化学方程式：

______________________。

归纳总结：

（1）钠是一种硬度___，熔点____的银白色金属，在空气中极易被_______，实验室保存钠时应与空气隔绝，通常保存在_______中。

（2）钠在常温下与氧气反应生成________，在加热或点燃时生成_____________，由此可知，钠与氧气反应，反应条件不同，其产物不同。

【例题2】关于钠的叙述中正确的是（　　）

A.钠是银白色金属，硬度很大

B.将金属钠放在石棉网上用酒精灯加热后，金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成过氧化钠

C.金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠D.金属钠的熔点很高

【例题3】等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在氧气中常温下充分反应，则下列说法正确的是（　　）

A.第一块钠失去电子多B.两块钠失去电子一样多

C.第二块钠的生成物质量最大D.两块钠的生成物质量一样大

三、铝与氧气的反应

1.将在空气中久置的铝箔放在酒精灯火焰上加热

（1）观察到的现象是铝箔_________，失去光泽而不滴落。

（2）其原因是构成铝表面氧化膜的氧化铝______很高，包在铝的表面，使_________不能滴落。

2.将铝箔在氧气中点燃

（1）观察到的现象是铝箔_______，失去光泽，液态铝能否滴落？

_______燃烧。

（2）其原因是加热时，铝先与_______反应，生成的_______包在铝的外面。

【归纳总结】

（1）铝是非常活泼的金属，极易与氧气反应，其化学方程式是_____________________。

（2）生活中许多铝制品却很耐腐蚀，这是因为__________________________________________。

【例题4】下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是（　　）

A.铝的化学性质很活泼，但在空气中不易锈蚀

B.铝是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现出还原性

C.铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧

D.铝箔在空气中受热可以熔化，但由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落

思维启迪　铝、镁都是非常活泼的金属，在空气中易形成致密的氧化膜而能稳定存在。

四、金属与氯气、硫的反应

写出下列反应的化学方程式：

（1）钠在氯气中燃烧；

（2）铝与硫蒸气反应；

（3）铁在氯气中燃烧；

（4）铁与硫蒸气反应；

（5）铜在氯气中燃烧；

（6）铜与硫蒸气反应。

【归纳总结】

（1）金属与氯气反应生成其氯化物，与硫反应生成其硫化物。

（2）变价金属与强氧化剂（如氯气等）反应，生成的是高价金属氯化物。

（3）变价金属与弱氧化剂（如硫等）反应，生成的是低价金属硫化物。

【例题5】下列叙述正确的是（　　）

A.纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属

B.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3

C.纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化

D.足量的铁在氯气中燃烧生成FeCl2和FeCl3

【学习小结】

金属具有还原性，能与非金属（O2、Cl2、S等）反应：

【随堂练习】

1.下列关于金属元素特征的叙述正确的是（　　）

A.金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性

B.金属元素在化合物中一定显正价

C.金属单质都可以和酸反应置换出氢气

D.金属元素的单质在常温下均为固体

2.下列关于金属的说法中正确的是（　　）

A.金属在常温下都能与氧气反应

B.常温下，与氧气反应的金属均可形成致密的氧化膜，阻止金属继续被氧化

C.根据金属与氧气反应的难易程度可以初步比较一些金属的活动性

D.将一张已除去表面氧化膜的铝箔浸入硝酸汞溶液中，片刻后取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生成“白毛”，生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物

3.下列说法正确的是（　　）

A.钠保存在煤油里的原因之一是它极易与氧气反应

B.铝在空气中很容易燃烧

C.镁表面的氧化膜疏松，不能保护内层金属

D.铁锈的主要成分是Fe3O4

4.下列关于金属性质的叙述中正确的是（　　）

A.钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的

B.打磨的铝箔加热至熔化时，铝会滴落

C.点燃镁之前，应先用砂纸打磨

D.铁只能与氧气反应，与氯气不反应

一、1.

（1）化合态游离态

（2）铝铁

2.

（1）.汞固体

（2）银白导电导热延展3.略

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）×　（5）√

二、1.

（1）很快变暗

（2）钠是较活泼金属，在空气中易被氧化4Na＋O2===2Na2O

2.银白色小球黄淡黄

2Na＋O2

Na2O2

（1）小低氧化煤油

（2）氧化钠过氧化钠BB

三、1.熔化熔点液态铝

2.熔点不能氧气氧化铝

4Al＋3O2===2Al2O3

常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成致密的氧化铝薄膜，能阻止氧气等与铝进一步反应，因而铝具有很强的抗腐蚀性C

四、答案　

（1）2Na＋Cl2

2NaCl　

（2）2Al＋3S

Al2S3

（3）2Fe＋3Cl2

2FeCl3　（4）Fe＋S

FeS

（5）Cu＋Cl2

CuCl2　（6）2Cu＋S

Cu2SC

第2课时　金属与酸和水的反应

【学习目标】1.会描述钠与水反应的现象，并能解释产生现象的原因，会正确书写化学方程式和离子方程式。

2.通过实验完成铁与水蒸气的反应，并会检验生成物、书写化学方程式。

一、金属与酸的反应

1.分别写出下列反应的化学方程式：

（1）钠与盐酸反应；

（2）镁条放入稀硫酸中；

（3）金属铝溶于盐酸中。

2.相同物质的量的钠、镁、铝三种金属分别与足量的盐酸反应：

（1）反应剧烈程度最大的是；

（2）完全反应后，产生氢气最多的是；

（3）相同条件下，三种金属产生氢气的体积比是。

【归纳总结】

（1）金属活动性顺序表中氢以前的金属能与非氧化性酸（盐酸或稀硫酸）反应，生成______和_________。

金属的活泼性越强，与酸反应就越________。

（2）金属与酸发生置换反应的实质是_______________________________________________________

_________________________________________。

【例题1】以下是有关金属与酸的反应，请填写下列空白：

（1）分别取0.1mol铝、铁与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是。

（2）分别取Wg铝、铁与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是。

（3）若产生相同物质的量的氢气，所需铝、铁的质量比是。

二、钠与水的反应

在小烧杯中加入约

的水，滴入1～2滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，盖上表面皿，观察实验现象。

填写下表：

实验现象

原因分析

钠_____在水面上

钠_____成光亮小球

四处______动

发出“嘶嘶”的响声，且很快消失

反应_______

溶液变_____色

反应生成物显_____

【归纳总结】钠与水反应

（1）化学方程式是__________________________________。

（2）氧化剂是_____，还原剂是______。

（3）离子方程式是_______________________________________。

【例题2】将0.2mol金属钠投放到10mL1mol·L－1盐酸中：

（1）反应的化学方程式是。

（2）反应完全后在标准状况下产生氢气的体积是。

思维启迪　钠与酸溶液反应

（1）钠与酸反应时先与酸中的H＋反应。

（2）如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。

（3）钠与酸反应比与水反应剧烈。

【例题3】将小块钠投入到CuSO4的稀溶液中，观察到的现象是（填序号）。

①钠浮于液面上　②熔化成小球　③发出嘶嘶的响声，放出气体　④有蓝色沉淀产生　⑤析出大量红色的铜。

用离子方程式解释实验现象：

______________。

思维启迪　钠与盐溶液反应：

钠与盐溶液反应时先与水反应，它包括两种情况：

（1）如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应，只发生钠与水的反应。

（2）如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应，则会发生两个反应，如钠与硫酸铜溶液的反应：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；

2NaOH＋CuSO4===Cu（OH）2↓＋Na2SO4。

三、铁与水蒸气的反应

铁与水蒸气反应的实验装置如下图所示：

（1）实验过程中C试管有______产生，液面_______。

（2）将收集满气体的C试管口移近酒精灯火焰，其现象是____________。

【归纳总结】

铁在________下能与水蒸气反应，其化学方程式是_________________________________。

【例题3】某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：

（1）A装置的作用是________________，烧瓶底部放碎瓷片的作用是___________________。

（2）写出装置B中发生反应的化学方程式：

___________________________________________，

该反应中氧化剂是________，氧化产物是______。

（3）D的作用是____________________________________________________。

（4）E中的实验现象是________。

（5）A、B两个装置中应先点燃________处的酒精（喷）灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是______________________________________。

【学习总结】

1.金属单质无论是与水反应，还是与酸反应，金属都是作还原剂，水或酸作氧化剂。

金属与酸或水反应的难易，取决于金属的活动性强弱，金属越活泼，反应就越容易。

2.钠的性质简单记忆法

银白轻低软，传导热和电，遇氧产物变，遇氯生白烟，

浮熔游响红，遇水记五点，遇酸酸优先，遇盐水在前。

【随堂练习】

1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）与酸反应产生氢气是所有金属的通性（　　）

（2）金属与水反应时，均生成氢氧化物和氧气（　　）

（3）钠着火后，能用水灭火（　　）

（4）钠与酸反应比与水反应剧烈（　　）

（5）1molFe和1molAl分别与足量的稀H2SO4反应产生的H2的体积在标况下相等（　　）

（6）还原铁粉与水蒸气反应生成红棕色固体（　　）

（7）铁屑与过量盐酸反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑（　　）

2.某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的（　　）

①钠的密度比水的小　②钠的熔点较低　③钠与水反应时放出热量　④钠与水反应后溶液呈碱性

A.①④B.①②④C.①③④D.①②③④

3.一定质量的钠、钾投入一定量的稀盐酸中，产生气体随时间变化的曲线如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A.投入的Na、K一定等质量

B.投入的Na的质量大于K的质量

C.曲线a为K，b为Na

D.稀盐酸的量一定是不足量的

4.铁与下列物质反应时，能生成黑色固体的是________（填字母，下同），能生成氢气的是________。

①氧气　②水蒸气　③稀硫酸　④硫酸铜溶液

A.①②B.①④C.②③D.①②④

5.用下图所示的方法研究钠与水的反应，其中A是用带孔的铝箔包裹着的小钠块。

（1）待用的小钠块要用滤纸吸一吸，这样做的目的是_________________________。

（2）包裹钠块的铝箔要预先刺上适当大小、足够多的小孔，假如在实验刚开始就将镊子松开。

A将出现的现象是______________，出现这种现象的原因是__________________。

（3）据预测，钠与水反应生成氢气和氢氧化钠。

①证明生成的气体是氢气的实验方法是________________________________。

②证明生成氢氧化钠的实验方法和相应的现象是____________________________。

③钠跟水反应的化学方程式是____________________。

（4）用盐酸代替水做钠的性质探究实验有危险，主要原因是_______________________。

6.等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是（　　）

A.1∶1B.3∶4

C.2∶3D.4∶3

一、答案　1

（1）2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑

（2）Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑

（3）2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

2答案　

（1）钠　

（2）铝　（3）1∶2∶3

盐氢气剧烈金属与酸电离出的H＋之间的反应，金属失去电子被氧化，H＋得到电子被还原。

答案　

（1）3∶2　

（2）

∶

（或28∶9）　（3）9∶28

二、

实验现象

原因分析

钠浮在水面上

钠的密度比水小

钠熔成光亮小球

反应放热且钠的熔点低

四处游动

生成气体

发出“嘶嘶”的响声，且很快消失

反应剧烈

溶液变红色

反应生成物显碱性

答案　

（1）2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑、2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　

（2）2.24L

答案　①②③④　2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；2OH－＋Cu2＋===Cu（OH）2↓（或2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu（OH）2↓＋2Na＋＋H2↑）

三、

（1）气泡下降

（2）有爆鸣声产生。

高温3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2

答案　

（1）产生水蒸气　防止加热时液体暴沸

（2）3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2　H2O　Fe3O4

（3）吸收未反应的水蒸气，干燥H2

（4）黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成

（5）A　收集H2并检验其纯度

随堂练习答案　1

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×　（7）×

2D3C4AC

5答案　

（1）吸干钠表面煤油，避免影响实验效果　

（2）浮上水面　钠的密度小于水的密度，且反应生成气体也会使A上浮　（3）①在气体充满或基本充满试管时，将试管管口朝下移出水面，用拇指堵住试管口，靠近火焰，松开拇指，点燃气体，听到轻微的“噗噗”声　②向烧杯内的溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液显红色　③2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　（4）钠与盐酸反应非常剧烈，生成H2的同时放出大量的热，易发生爆炸

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第3课时　铝与氢氧化钠溶液的反应

【学习目标】1.知道Al与NaOH溶液反应的产物及本质，能正确书写化学方程式和离子方程式。

2.学会化学方程式计算的一般方法和步骤。

一、铝与氢氧化钠溶液的反应

铝与强酸和强碱的反应

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___________

化学方程式

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_____

【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1mol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10mL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∶1B.2∶1C.3∶1D.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46g36g80g2g

计量数之比2__________

扩大NA倍2NA_______________

物质的量之比2mol__________________

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　＋　2H2O===2NaOH　＋　H2↑

　　2×23g　2mol　　2mol　　　22.4L

　　m（Na）　n（H2O）　n（NaOH）　V（H2）

则有

＝

＝

＝

【例题3】向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，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H2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3mole－，就生成1.5molH2

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2molNa与足量水反应放出22.4L氢气

⑦根据离子方程式Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，可知1gMg与足量H＋反应生成1mol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

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