2018年秋高中化學 初高中銜接 專題13 金屬與酸和水、鋁與氫氧化鈉溶液的反應學案.doc

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專題13 金屬與酸和水、鋁與氫氧化鈉溶液的反應【知識回放】1請寫出活潑金屬與鹽酸反應的原理。2請寫出鋁與鹽酸反應的化學方程式。【答案】活潑金屬+鹽酸=鹽+氫氣2Al+6HCl=2AlCl3+H2【新知精講】一、金屬與酸和水的反應1.金屬與酸的反應規(guī)律金屬活動性順序中氫以前的金屬可以與酸(鹽酸、稀硫酸)反應生成H2,金屬越活潑,反應越劇烈舉例寫出下列反應的離子方程式:鐵與稀鹽酸:Fe+2H+=Fe2+H2鋅與稀硫酸:Zn+2H+=Zn2+H22.金屬與水的反應(1)鈉與水的反應:反應現(xiàn)象及解釋反應的化學方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2(2)鐵與水的反應:通常鐵與冷水和熱水均不反應,但鐵可與水蒸氣反應。方法方法一方法二實驗裝置氣體用小試管收集一試管氣體,點燃,聽到輕微噗聲,證明生成了H2用火柴點燃肥皂泡,聽到爆鳴聲,證明生成了H2實驗結論鐵與水蒸氣反應的化學方程式為3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2二、鋁與氫氧化鈉溶液的反應鋁分別與鹽酸、NaOH溶液反應的對比實驗實驗操作實驗現(xiàn)象試管中有氣泡冒出,鋁片慢慢溶解;點燃的木條放在試管口時發(fā)出爆鳴聲化學方程式2Al+6HCl=2AlCl3+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2離子方程式2Al+6H+=2Al3+3H22Al+2OH-+2H2O=2Al+3H2【科學探究】探究一 鈉與水的反應問題導引鈉與水的反應1.將大小相同的鈉塊分別加入稀鹽酸和水中,鈉與稀鹽酸反應更劇烈,試分析其原因是什么?提示 鈉與鹽酸或水反應,實質是與H+反應生成H2,鹽酸中H+濃度遠大于水中的H+濃度,所以鈉與鹽酸反應比與水反應劇烈得多。2.在金屬活動性順序中,鈉排在銅的前面,所以,將鈉加入到CuSO4溶液中,會置換出金屬銅。這種說法對嗎?為什么?提示 不對。鈉加入到CuSO4溶液中,應先與水反應生成NaOH和H2,NaOH再與CuSO4反應生成Cu(OH)2沉淀,不會置換出CuSO4中的Cu。探究二 鋁與鹽酸或氫氧化鈉溶液反應問題導引1.在鋁與稀鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應中,鋁是否均作還原劑?提示 是。在題目中發(fā)生的兩個反應中鋁均失電子生成鋁離子,所以鋁均作還原劑。2.若要除去鐵粉中的少量鋁粉,可采用什么方法?提示 【重點突破】1.鈉與酸、堿、鹽溶液反應的實質物質分類反應分析酸(1)鈉與酸反應時先與酸中的H+反應,如2Na+2HCl=2NaCl+H2(2)如果鈉過量,鈉把酸消耗盡之后,再與水反應堿鈉與堿溶液反應其實質是鈉與水的反應鹽鈉與鹽溶液反應時先與水反應,如果鹽中的溶質能與NaOH反應,則會發(fā)生其他反應,如Na與CuSO4溶液的反應2.鈉與水溶液反應現(xiàn)象的“一定”與“可能”(1)一定有:鈉與任何物質的水溶液反應的現(xiàn)象中,一定有“浮”“游”“熔”“響”;(2)可能有:反應現(xiàn)象中不一定有“紅”,根據(jù)水溶液的成分不同可能出現(xiàn)不同情況,如:“藍”含有石蕊試劑的蒸餾水;“白色沉淀”氯化鎂的水溶液;“藍色沉淀”氯化銅的水溶液。3.鋁與鹽酸或氫氧化鈉溶液反應中四種“量”的關系(1)等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應,消耗鹽酸和氫氧化鈉的物質的量之比為31。(2)等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應,產(chǎn)生H2的體積比為11。(3)足量的鋁分別與等物質的量濃度、等體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應,產(chǎn)生H2的體積比為13。(4)特殊情況分析:若產(chǎn)生的氫氣的體積比,則必定是鋁與鹽酸反應時,鋁過量而鹽酸不足;鋁與氫氧化鈉溶液反應時,鋁不足而氫氧化鈉過量?！镜漕}探究】典例1 下列說法正確的是()A.Fe比Al活潑B.Fe和鹽酸反應的離子方程式為2Fe+6H+=2Fe3+3H2C.鐵在溶液中可置換出銅D.Fe不與H2O反應【答案】:C變式訓練1-1有一位學生將一小塊鈉投入到盛有煤油和水的試管中(煤油和水均足夠多),可能觀察到的現(xiàn)象是（ ）A.鈉浮在試管中的液面上 B.鈉沉入試管底部 C.鈉沒有變化 D.鈉處于煤油和水的交界處,上下浮動【答案】:D【解析】:鈉的密度比煤油的大,但比水的小,遇水反應生成的氣體會使鈉在油和水的交界處上下浮動。變式訓練1-2甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 molL-1的鹽酸和氫氧化鈉溶液,向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉,反應結束后測得生成的氣體體積比為12,則加入的鋁粉質量為()A.5.4 B.3.6 gC.2.7 gD.1.8 g【答案】:A【解析】:由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2可知,若兩份等質量的Al都完全反應時,生成H2的量相等,消耗HCl與NaOH的物質的量不相等。實際上HCl、NaOH同為0.3mol,且已知生成H2的體積比為12,所以發(fā)生反應時分別為HCl不足,Al過量;NaOH過量,Al不足。與0.3molHCl完全反應的Al為2.7g,則由生成H2的體積比為12可知,反應的Al的質量之比也為12,即與NaOH溶液反應的Al為5.4g。方法技巧 解答此類題時要明確兩點:(1)無論是鋁與酸還是與堿反應,Al和H2的關系都是2Al3H2。(2)綜合分析題中相關條件判斷是否存在過量以及誰過量,然后計算得出數(shù)值。變式訓練1-3 (雙選)將綠豆大小的金屬鈉投入加有酚酞溶液的100 mL蒸餾水中,則()A.溶液變紅色B.溶液變藍色 C.有H2生成D.有O2生成【答案】:AC【解析】:鈉與水反應生成氫氣和氫氧化鈉,酚酞遇堿變紅色。變式訓練1-4把一小塊鈉投入到硫酸銅溶液中,下列物質中不是該反應生成物的是()A.CuB.Cu(OH)2C.H2D.Na2SO4【答案】:A【解析】:將鈉投入CuSO4溶液中時,鈉首先與水反應:2Na+2H2O=2NaOH+H2,生成的NaOH再與CuSO4發(fā)生復分解反應:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4,反應中不可能生成銅。典例2稱取兩份鋁粉,第一份加入足量的鹽酸,第二份加入足量的燒堿。若同溫同壓下放出相同體積的氣體,則兩份鋁粉的質量比為()A. 11B.23C.32 D.16【答案】:A變式訓練2-1將適量金屬鈉投入下列物質的溶液中,有氣體放出,但無沉淀生成的是()A.HCl B.飽和NaOH溶液 C.FeCl3D.CuSO4【答案】:A【解析】:鈉與水溶液反應均放出氫氣。A項發(fā)生的反應為2Na+2HCl=2NaCl+H2,只有氣體放出,無沉淀生成;B項中NaOH溶液是飽和溶液,投入鈉后,消耗水,析出氫氧化鈉晶體;C項中鈉與水反應生成的氫氧化鈉還能進一步與FeCl3反應產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀;D項中鈉與水反應生成的氫氧化鈉還能進一步與CuSO4反應產(chǎn)生氫氧化銅沉淀。變式訓練2-2(1)等物質的量的Na、Mg、Al分別與足量鹽酸反應產(chǎn)生氫氣的物質的量之比為。(2)與足量鹽酸反應后產(chǎn)生H2的物質的量相同,則所加入Na、Mg、Al三種金屬的質量比為。【答案】:(1)123(2)23129