2020-2021學(xué)年高中化學(xué)人教版必修1學(xué)案：3.1 第2課時(shí)　鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用 Word版含解析

1、第2課時(shí)鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用一、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)鋁分別與鹽酸、naoh溶液反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)二、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用化學(xué)方程式2h2o22h2o(g)計(jì)量數(shù)之比：2 1 2物質(zhì)微粒數(shù)之比：2 1 2擴(kuò)大na：2nana 2na物質(zhì)的量之比：2 mol1 mol2 mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積之比：44.8 l 22.4 l 44.8 l相同狀況下體積之比：212從以上例子可以看出：(1)任意物質(zhì)的微粒數(shù)目之比等于物質(zhì)的量之比。(2)在同溫同壓下，氣態(tài)物質(zhì)的微粒數(shù)目之比等于物質(zhì)的量之比，等于體積之比。(3)同一種任意狀態(tài)的物質(zhì)的微粒數(shù)目之比等于物質(zhì)的量之比

2、，等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(4)化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比各物質(zhì)微粒數(shù)目之比。(5)化學(xué)方程式除可以表示反應(yīng)物、生成物的粒子數(shù)目關(guān)系和質(zhì)量關(guān)系外，還可以表示它們的物質(zhì)的量關(guān)系，如h2cl22hcl可表示1_mol_h2與1_mol_cl2完全反應(yīng)生成2_mol_hcl。知識(shí)點(diǎn)一鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的量的關(guān)系1反應(yīng)原理及其本質(zhì)鋁和鹽酸反應(yīng)，直接與鹽酸電離出的h發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，而鋁和堿溶液反應(yīng)，先和水作用生成al(oh)3，然后al(oh)3被oh中和生成偏鋁酸鹽。(1)2al6hcl=2alcl33h22“量”的關(guān)系規(guī)律(1)等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)

3、，消耗hcl和naoh的物質(zhì)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(yīng)，產(chǎn)生h2的物質(zhì)的量之比為11。(3)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量濃度、等體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生h2的物質(zhì)的量之比為13。若產(chǎn)生h2的體積比：<<1，則必定是鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過(guò)量而鹽酸不足；鋁與naoh溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而naoh過(guò)量。1.將兩小塊質(zhì)量相等的金屬鈉，一塊直接投入水中，另一塊用鋁箔包住，在鋁箔上刺些小孔，然后放入水中，兩者放出的氫氣是否相等？提示：不相等。因?yàn)橛娩X箔(刺有小孔)包住的金屬鈉放入水中時(shí)，鈉先與水反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣與直接把鈉投入水中所產(chǎn)生的氫氣的量相同，但生

4、成的氫氧化鈉溶液要繼續(xù)與鋁箔反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，因此后者產(chǎn)生的氫氣總量比前者多。2鋁制餐具不宜用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放顯酸性、堿性的食物，你知道為什么嗎？提示：酸、堿均可直接侵蝕鋁的保護(hù)膜al2o3以及鋁制品本身。3如何除去鐵粉中混有的鋁粉？寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：將混合物加入足量naoh溶液中，充分反應(yīng)后過(guò)濾，將固體洗凈干燥即為純鐵粉。2al2naoh2h2o=2naalo23h2。例1甲、乙兩燒杯中各盛有100 ml 3 mol·l1的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得生成的氣體體積之比為12，則加入鋁粉的質(zhì)量為()a5.4 gb3.6 gc2.7 g

5、d1.8 g思路分析解答此題時(shí)要明確兩點(diǎn)：(1)無(wú)論是鋁與酸反應(yīng)還是鋁與堿反應(yīng)，al和h2的關(guān)系都是2al3h2；(2)綜合分析題中相關(guān)條件判斷是否存在過(guò)量以及誰(shuí)過(guò)量，然后計(jì)算得出數(shù)值。解析由2al6hcl=2alcl33h2，2al2naoh2h2o=2naalo23h2可知，兩份等質(zhì)量的al都完全反應(yīng)時(shí)，生成h2的物質(zhì)的量相等，消耗hcl與naoh的物質(zhì)的量不相等。實(shí)際上hcl、naoh的物質(zhì)的量均為0.3 mol，且已知生成h2的體積之比為12，所以發(fā)生反應(yīng)時(shí)分別為hcl不足al過(guò)量，naoh過(guò)量al不足。與0.3 mol鹽酸完全反應(yīng)的al的質(zhì)量為2.7 g；由生成h2的體積之比為12可

6、知，反應(yīng)的al的量之比也為12，即與naoh溶液反應(yīng)的al的質(zhì)量為5.4 g。答案a(1)分別取w g鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是。(2)分別取0.1 mol鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是123。(3)若產(chǎn)生相同物質(zhì)的量的氫氣，所需鈉、鐵、鋁的質(zhì)量比是23289。(4)若產(chǎn)生相同體積(同溫同壓)的氫氣，所需鈉、鐵、鋁3種金屬的物質(zhì)的量之比是632。(5)分別取0.2 mol金屬鈉、鐵、鋁投入10 ml 1 mol·l1鹽酸中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氫氣體積大小的順序是na>feal。解析：(1)w g鈉、鐵、鋁的物質(zhì)的量分別為

7、 mol、 mol、 mol，由鈉、鐵、鋁分別與足量的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：2na2hcl=2naclh2；fe2hcl=fecl2h2；2al6hcl=2alcl33h2，得到關(guān)系式：2nah2，feh2,2al3h2，所以w g鈉、鐵、鋁生成氫氣的體積比為；同理可得到(2)、(3)、(4)的結(jié)果；(5)中的鈉、鐵、鋁相對(duì)于鹽酸來(lái)說(shuō)是過(guò)量的，根據(jù)鹽酸計(jì)算生成的氫氣，鐵、鋁反應(yīng)放出的氫氣相等，但由于過(guò)量的鈉會(huì)與水反應(yīng)生成氫氣，所以鈉放出的氫氣最多。知識(shí)點(diǎn)二物質(zhì)的量用于化學(xué)方程式的計(jì)算1基本步驟2實(shí)例現(xiàn)有1 l 1 mol/l的鹽酸與50 g naoh樣品恰好完全反應(yīng)(雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng))，則該樣

8、品中naoh的含量為多少？(1)設(shè)：設(shè)樣品中naoh的質(zhì)量為x(2)寫(xiě)：hclnaoh=naclh2o(3)標(biāo)：1 mol 40 g1 l×1 mol/l x(4)列：(5)解：x40 gnaoh的含量為×100%80%(6)答：該樣品中naoh的含量為80%。3物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算過(guò)程中需注意的問(wèn)題(1)書(shū)寫(xiě)格式的規(guī)范化在計(jì)算過(guò)程中應(yīng)注意表達(dá)格式的規(guī)范化：各物理量、物質(zhì)的名稱、公式等盡量用符號(hào)表示，且數(shù)據(jù)的運(yùn)算要公式化并帶單位。各物理量的符號(hào)要注明物質(zhì)(或粒子)的種類。如已知naoh的物質(zhì)的量濃度和體積，求naoh的質(zhì)量，可表示為m(naoh)n(naoh)&#

9、215;m(naoh)c(naoh)×vnaoh(aq)×m(naoh)。常用的物理量符號(hào)：m摩爾質(zhì)量，m質(zhì)量，n物質(zhì)的量，n粒子數(shù)，v體積，溶液密度，w質(zhì)量分?jǐn)?shù)，c物質(zhì)的量濃度，vm氣體摩爾體積，na阿伏加德羅常數(shù)，v化學(xué)計(jì)量數(shù)。若表示水溶液的物理量應(yīng)注明aq，如naoh溶液的體積表示為vnaoh(aq)，密度為naoh(aq)。(2)單位運(yùn)用的對(duì)應(yīng)性單位問(wèn)題：一般來(lái)說(shuō)，在一個(gè)題目里如果都用統(tǒng)一的單位，不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，但如果題內(nèi)所給的兩個(gè)量單位不一致，若要換算成同一個(gè)單位，有時(shí)顯得很煩瑣，這時(shí)只要做到兩個(gè)量的單位“上下一致，左右對(duì)應(yīng)”即可。例如：znh2so4=znso4h

10、2 65 g 1 mol m(zn) a molznh2so4=znso4h2 1 mol 22.4 l n(h2so4) b lznh2so4=h2so4h2 65 g 22.4 l c g v(h2)上述三種表示方法均正確，解題時(shí)具體選用哪種格式，要根據(jù)題目所給的量，具體問(wèn)題具體分析。(3)方程式運(yùn)用的靈活性除一般的化學(xué)方程式外，如果是離子反應(yīng)，可以根據(jù)離子方程式進(jìn)行計(jì)算；如果是氧化還原反應(yīng)，也可以利用電子轉(zhuǎn)移關(guān)系進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。1.根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，如果反應(yīng)物不是純凈物該如何處理？提示：化學(xué)方程式所表示的是純凈物之間量的關(guān)系，所以不純物質(zhì)的質(zhì)量只有換算成純凈物的質(zhì)量，才能按化學(xué)方程式列

11、出比例式進(jìn)行計(jì)算?？筛鶕?jù)題干提供的信息，進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化。2工業(yè)制備硫酸的反應(yīng)是4fes211o22fe2o38so2、2so2o22so3、so3h2oh2so4，找出fes2與h2so4的關(guān)系式。提示：方法一：根據(jù)方程式4fes28so28so38h2so4，即fes22h2so4。方法二：由硫元素守恒得，fes22h2so4。例2把10.2 g鎂鋁合金的粉末放入過(guò)量的燒堿溶液中，得到6.72 l標(biāo)準(zhǔn)狀況下的h2。試計(jì)算：(1)該合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)。(2)該合金中鎂與鋁的物質(zhì)的量之比為_(kāi)。(3)該合金溶于足量的鹽酸溶液中，產(chǎn)生h2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為_(kāi)。解析(1)把鎂鋁合金的粉末放入過(guò)

12、量的燒堿中，鎂不反應(yīng)，只有al能與naoh反應(yīng)。設(shè)al的物質(zhì)的量為n(al)，則：2al2naoh2h2o=2naalo23h22 mol 3×22.4 ln(al) 6.72 l解得：n(al)0.2 molm(al)0.2 mol×27 g·mol15.4 g鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%52.9%。(2)m(mg)10.2 g5.4 g4.8 gn(mg)0.2 mol所以n(mg)n(al)0.2 mol0.2 mol11。(3)設(shè)由鋁生成的氫氣為v1，由鎂生成的氫氣為v2，由鎂和鋁與鹽酸的反應(yīng)可知：2al6hcl=2alcl33h22 mol 3&#

13、215;22.4 l02 mol v1解得v16.72 lmg2hcl=mgcl2h21 mol 22.4 l02 mol v2解得v24.48 lv(h2)總v1v26.72 l4.48 l11.2 l。答案(1)52.9%(2)11(3)11.2 l已知fesfes，fes2hcl=fecl2h2s，2h2s3o2=2so22h2o，一定量的鐵粉和9 g硫粉混合加熱，待其反應(yīng)后再加入過(guò)量鹽酸，將生成的氣體完全燃燒，共收集得9 g水，則加入的鐵粉質(zhì)量為(d)a14 gb42 gc56 g d28 g解析：根據(jù)各步反應(yīng)的定量關(guān)系，可列出關(guān)系式：fefes(鐵守恒)h2s(硫守恒)h2o(氫守恒

14、)feh2(化學(xué)方程式)h2o(氫守恒)推出：feh2o 56 18 x g 9 g56x g189 gx28 g即加入的鐵粉為28 g。1下列有關(guān)廚房鋁制品的使用中，你認(rèn)為合理的是(b)a盛放食醋 b燒開(kāi)水c用金屬絲擦洗表面的污垢 d用堿水洗滌解析：酸(食醋)、堿(堿水)會(huì)與al2o3反應(yīng)，金屬絲擦洗會(huì)損壞氧化膜。2下列反應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是(c)a鈉和冷水反應(yīng)：na2h2o=na2ohh2b金屬鋁溶于氫氧化鈉溶液：al2oh=aloh2c金屬鋁溶于鹽酸中：2al6h=2al33h2d鐵跟稀硫酸反應(yīng)：2fe6h=2fe33h2解析：a中，電荷不守恒，正確的離子方程式為：2na2h2o=

15、2na2ohh2；b中，不符合反應(yīng)實(shí)際，正確的離子方程式為2al2oh2h2o=2alo3h2；d中，稀硫酸與fe反應(yīng)只會(huì)生成fe2，正確的離子方程式為fe2h=fe2h2。3用鋁箔包住0.1 mol金屬鈉，用針扎一些小孔，放入水中，完全反應(yīng)后，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，則收集到的氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為(c)a2.24 lb1.12 lc大于1.12 l d小于1.12 l解析：na與h2o反應(yīng)生成naoh和h2，al與naoh溶液反應(yīng)也產(chǎn)生h2。0.1 mol na產(chǎn)生的h2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.12 l，故總共產(chǎn)生的h2體積大于1.12 l。4將1.1 g鐵、鋁混合物溶于200 ml 5

16、 mol·l1的鹽酸中，反應(yīng)后鹽酸的濃度變?yōu)?.6 mol·l1(溶液體積變化忽略不計(jì))，則下列表述不正確的是(d)a反應(yīng)中消耗hcl為0.08 molb混合物中含有0.02 mol alc混合物中含有0.01 mol fed混合物中al與fe的物質(zhì)的量之比為11解析：n(消耗hcl)0.2 l×5 mol·l10.2 l×4.6 mol·l10.08 mol，a正確；可設(shè)混合物中al、fe物質(zhì)的量分別為x、y，則根據(jù)al3hcl、fe2hcl，可得3x2y0.08 mol，27 g·mol1×x56 g·mol1×y1.1 g，聯(lián)立可得x0.02 mol、y0.01 mol，可知b、c正確，d錯(cuò)誤。5把一小塊鈉放入足量水中，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：2na2h2o=2naohh2。有關(guān)該反應(yīng)的下列說(shuō)法正確的是(d)a反應(yīng)中na與naoh的質(zhì)量相等b反應(yīng)中h2o和h2的質(zhì)量相等c反應(yīng)中h2o和h2的質(zhì)量比為21d反應(yīng)中na與naoh的物質(zhì)的量之比為11解析：該反應(yīng)中，na與naoh的物質(zhì)的量之比為11，質(zhì)量之比為2340，所以a項(xiàng)錯(cuò)誤，d項(xiàng)正確；h2o與h2的物質(zhì)的量之比為21，質(zhì)