铝与氢氧化钠溶液的反应.docx

学科 化学 必修 1 编号 时间 2019-8-15 班级： 姓名： 组别：
第三章 第一节 金属的化学性质 (课时三)
学段：人教版高一必修一 编制人：刘芬 审核人：朱宏伟
【学习目标】
１、掌握铝与碱溶液的反应。
2、掌握物质的量应用于化学方程式的计算。
3、注意实验现象的讨论、培养观察和分析问题的能力。
【重点难点】
铝与碱溶液的反应
自主学习案
1、 活泼和较活泼的金属能与____和_____发生反应,生成氢气,金属一般不与碱反应金属钠_____（填“能”或“不能”）与NaOH溶液发生反应，实质上是钠与NaOH溶液中_____的发生反应。而金属铝还具有其特殊的性质，铝既能与____反应，又能与____溶液反应，且均生成____和____。这是铝区别于其他金属的特性。
2、 多数金属单质具有较强的_____性，所以在自然界中多以_____存在，只有极少数极不活泼的金属如金等以游离态存在。

合作探究案

三、铝与NaOH溶液的反应
【观察·思考】
(1)将铝片(已处理)放入NaOH溶液中(同时展示),你看到了什么现象?你认为铝和NaOH溶液反应产生的气体是什么?为什么?
(2)请设计一个简单易行的实验方案验证你的推测。
【实验·探究】
实验目的:对比铝片与盐酸、NaOH溶液的反应
实验用品:6 mol·L-1的盐酸、30%的NaOH溶液、铝片、蒸馏水500 mL、小广口瓶16个、镊子16个、大广口瓶14个、大试管16支、单孔塞(带导管)14个、小烧杯14个、火柴14盒、250 mL烧杯9个、500 mL烧杯1个、剪刀1把。
实验步骤:
(1)分别用镊子取出3片铝片,放入盛有6 mol/L的盐酸、30% NaOH溶液的大试管中(分2小组同时进行)。
(2)将带有导管的单孔塞塞紧大试管,导管插入肥皂水中(广口瓶起试管架的作用)。
(3)有大量泡沫产生后,用火柴点燃肥皂泡并观察现象。
(4)观察完现象后取出导管,并将酸、碱溶液倒入废液缸,剩余铝片留在大试管中,仪器放回水槽。
现象及解释:记录实验现象并分析产生现象的原因,填入下表。
实验步骤
实验现象
产生现象的原因
(1)

(2)

(3)

实验结论:铝片与盐酸、NaOH溶液反应的气体产物都是　　　　。 
【交流·研讨】
(1)试推测铝与NaOH溶液反应的另一产物中含有哪些元素?你的推测依据是什么?

(2)书写该反应的化学方程式并配平,若是离子反应请写出其离子方程式:

【迁移·应用】
(1)你认为日常生活中在使用铝制餐具时需要注意哪些问题?

(2)1989年世界卫生组织把铝定为食品污染源之一,而应加以控制使用。铝在下列应用时应加以控制的是(　　)
①制铝合金　②制电线　③制炊具　④银色漆颜料　⑤明矾净水　⑥明矾与小苏打制食品膨松剂　⑦易拉罐　⑧用氢氧化铝凝胶制胃舒平　⑨包装糖果和小食品
A.③⑤⑧⑨　　　　　　　　　　　　　　B.①②④
C.③⑤⑨ D.③⑤⑥⑦⑧⑨
【知识整合】
(1)通过本节教材的学习,你认为金属的化学性质的共性是什么(从氧化还原的角度)?为什么会有这种共性?

(2)由此你来推测一下大多数金属在自然界中是以什么形态(游离态还是化合态)存在?

【拓展·提升】

两份铝粉分别与足量的NaOH溶液和HCl溶液反应,产生的气体体积相同(同温、同压下),则这两份铝粉的质量之比为(　　)
A.1∶2 B.1∶3
C.3∶2 D.1∶1
四、物质的量在化学方程式计算中的应用
【交流·研讨】
试根据反应2CO+O22CO2中的化学计量数之比推导出各物质的分子个数之比、物质的量之比、体积之比和质量之比。

【迁移·应用】
1.标准状况下,把2.7 g铝放入足量的NaOH溶液中,铝完全反应。计算:
(1)参加反应的NaOH的物质的量;
(2)产生H2的体积。

2.标准状况下,用铝箔(过量)包裹0.1 mol金属钠用针扎一些小孔,放入水中,完全反应后,生成的气体的体积是多少?

随堂检测
1.某金属放入稀硫酸中,不产生气泡,该金属可能是(　　)
A.Mg B.Al
C.Zn D.Ag
2.把镁粉中混有的少量铝粉除去,应选用的试剂是(　　)
A.稀盐酸 B.烧碱溶液
C.硫酸铝溶液 D.氯水
3.在铝和NaOH溶液的反应中,作为氧化剂的是(　　)
A.水 B.铝
C.氢氧化钠 D.氢氧化钠和水
4.下列物质中不能与NaOH溶液反应的是(　　)
A.Na B.Fe
C.Al D.Cu
5.用铝箔包装0.1 mol金属钠,用针扎一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水取气法收集产生的气体,则收集到的气体为(　　)
A.O2和H2的混合气体 B.0.05 mol的H2
C.大于0.05 mol的H2 D.小于0.05 mol的H2
6.下列反应的离子方程式正确的是(　　)
A.金属钠加入到CuSO4溶液中:2Na+Cu2+Cu+2Na+
B.金属铝加入到NaOH溶液中:Al+2OH-+H2OAlO2-+2H2↑
C.铁粉加入到FeCl3溶液中:Fe+2Fe3+3Fe2+
D.铜片插入到AgNO3溶液中:Cu+Ag+Cu2++Ag
7.将质量相同的Na、Mg、Al、Fe、Zn分别投入足量的稀盐酸中,则这些金属与酸反应生成H2的体积由大到小排列顺序是(　　)
A.Zn>Fe>Na>Mg>Al B.Al>Mg>Na>Fe>Zn
C.Na>Mg>Al>Fe>Zn D.Fe>Zn>Mg>Al>Na
8.将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体的体积比是(　　)
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2
C.3∶1∶1 D.1∶1∶1
9.用等质量的金属钠进行下列实验,产生氢气最多的是(　　)
A.将钠放入足量的稀盐酸中
B.将钠放入足量的稀硫酸中
C.将钠放入足量的硫酸铝钾溶液中
D.将钠用铝箔包好,并刺穿一些小孔,放入足量的水中
10.若在加入铝粉能放出H2的溶液中,分别加入下列各组离子,肯定不能共存的是(　　)
A.Fe3+、SO42-、Cl-、Na+ B.Ba2+、Mg2+、HCO3-、AlO2-
C.NO3-、Na+、K+、CO32- D.NO3-、K+、AlO2-、OH-
参考答案
学习过程
【复习·回顾】
金属可以①与非金属反应②与酸反应③与水反应④与盐反应
三、【观察·思考】略。
【实验·探究】
实验步骤
实验现象
产生现象的原因
(1)
铝片与盐酸、NaOH溶液都发生反应,生成气体

铝片与盐酸、NaOH溶液都发生反应,反应中生成了H2
(2)
产生大量的肥皂泡
(3)
肥皂泡破裂发出爆鸣声并且可以燃烧

H2
【交流·研讨】
(1)Al元素和Na元素。依据为元素守恒。
(2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑　2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑
【迁移·应用】
(1)不宜长时间存放和蒸煮酸、碱性的食物。
(2)D
【知识整合】
(1)大多数金属的化学性质比较活泼。金属元素的原子最外层电子数较少,容易失电子,单质往往表现出还原性。
(2)化合态
【拓展·提升】 D
四、物质的量在化学方程式计算中的应用
【交流·研讨】

2CO+O22CO2
化学计量数之比
2 ∶　1　∶ 2
分子个数之比
2 ∶　1　∶ 2
物质的量之比
2 mol∶1 mol∶2 mol
体积之比
2 ∶　1　∶ 2
质量之比
56 g∶32 g∶88 g

【迁移·应用】
1.解:n(Al)=m(Al)M(Al)=2.7g27g·mol-1=0.1 mol
2Al　+　2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
2 mol 2 mol 3 mol
0.1 mol n(NaOH) n(H2)
n(NaOH)=2×0.1mol2=0.1 mol
n(H2)=3×0.1mol2=0.15 mol
V(H2)=0.15 mol×22.4 L·mol-1=3.36 L
答:参加反应的NaOH的物质的量为0.1 mol,产生H2的体积为3.36 L。
2.解:2Na　+　2H2O2NaOH　+　H2↑
0.1 mol 0.1 mol 0.05 mol
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
0.1 mol 0.15 mol
n(H2)=0.05 mol+0.15 mol=0.2 mol
V(H2)=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L
答:生成H2的体积为4.48 L。
随堂检测
1.解析:活泼金属遇到稀酸会发生置换反应,生成氢气。题干中只有银性质稳定,银在金属活动性顺序中排列在氢的后面,因此不能与稀硫酸反应。
答案:D
2.解析:本题考查知识点是镁与铝的化学性质以及在化学性质上的不同之处。盐酸、氯水与镁、铝都反应。硫酸铝溶液与镁可以反应,置换出铝,不符合题意。烧碱溶液就是氢氧化钠溶液,由于铝有两性,可以与氢氧化钠反应产生氢气和可以溶于水的偏铝酸钠,而镁是活泼金属,不与碱反应。
答案:B
3.解析:铝和NaOH溶液的反应过程是:2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑,Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O。H2O中+1价的氢变为0价,H2O得电子是氧化剂。
答案:A
4.解析:Na与溶液中的水反应,Al与氢氧化钠反应,Fe和Cu在常温下不与NaOH溶液反应。
答案:BD
5.解析:0.1 mol金属钠与水反应生成氢气0.05 mol,生成氢氧化钠0.1 mol,氢氧化钠与铝反应生成氢气和偏铝酸钠,所以收集到气体的物质的量大于0.05 mol。
答案:C
6.解析:Na与CuSO4溶液反应时,Na先与H2O反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,即2Na+Cu2++2H2OCu(OH)2↓+2Na++H2↑,A项错误;铝与NaOH溶液反应的离子方程式应为2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑,B项错误;Fe3+具有较强氧化性,可将Fe氧化为Fe2+,C项正确;D项中电荷不守恒。
答案:C
7.解析:同等价态的金属与酸反应,置换出H2的多少与其物质的量多少有关,n=mM,物质的量大,置换出的H2多。
答案:B
8.解析:金属均为0.3 mol,金属过量,但钠可与水反应生成H2,故三者产生气体的体积之比为3∶1∶1。
答案:C
9.解析:A、B、C中都是钠与酸(或水)反应,它与放出的氢气的关系式为2Na~H2;而D中除了Na与水反应放出H2外,铝还会与生成的NaOH反应放出一定量的H2,即2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,故D中放出的氢气最多。
答案:D
10.解析:B中HCO3-在酸、碱溶液中都不能大量存在。
答案:B