2018年秋高中化學(xué) 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(yīng)學(xué)案.doc

專題13 金屬與酸和水、鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)【知識回放】1請寫出活潑金屬與鹽酸反應(yīng)的原理。2請寫出鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)1.金屬與酸的反應(yīng)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(yīng)生成H2,金屬越活潑,反應(yīng)越劇烈舉例寫出下列反應(yīng)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(yīng)(1)鈉與水的反應(yīng):反應(yīng)現(xiàn)象及解釋反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2(2)鐵與水的反應(yīng):通常鐵與冷水和熱水均不反應(yīng),但鐵可與水蒸氣反應(yīng)。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(jié)論鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2二、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(xué)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(xué)探究】探究一 鈉與水的反應(yīng)問題導(dǎo)引鈉與水的反應(yīng)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(yīng)更劇烈,試分析其原因是什么?提示 鈉與鹽酸或水反應(yīng),實質(zhì)是與H+反應(yīng)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(yīng)比與水反應(yīng)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(yīng)先與水反應(yīng)生成NaOH和H2,NaOH再與CuSO4反應(yīng)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(yīng)問題導(dǎo)引1.在鋁與稀鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應(yīng)中,鋁是否均作還原劑?提示 是。在題目中發(fā)生的兩個反應(yīng)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(yīng)的實質(zhì)物質(zhì)分類反應(yīng)分析酸(1)鈉與酸反應(yīng)時先與酸中的H+反應(yīng),如2Na+2HCl=2NaCl+H2(2)如果鈉過量,鈉把酸消耗盡之后,再與水反應(yīng)堿鈉與堿溶液反應(yīng)其實質(zhì)是鈉與水的反應(yīng)鹽鈉與鹽溶液反應(yīng)時先與水反應(yīng),如果鹽中的溶質(zhì)能與NaOH反應(yīng),則會發(fā)生其他反應(yīng),如Na與CuSO4溶液的反應(yīng)2.鈉與水溶液反應(yīng)現(xiàn)象的“一定”與“可能”(1)一定有:鈉與任何物質(zhì)的水溶液反應(yīng)的現(xiàn)象中,一定有“浮”“游”“熔”“響”;(2)可能有:反應(yīng)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(yīng)中四種“量”的關(guān)系(1)等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),消耗鹽酸和氫氧化鈉的物質(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的體積比為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(yīng)時,鋁過量而鹽酸不足;鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時,鋁不足而氫氧化鈉過量。【典題探究】典例1 下列說法正確的是()A.Fe比Al活潑B.Fe和鹽酸反應(yīng)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(yīng)【答案】:C變式訓(xùn)練1-1有一位學(xué)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(yīng)生成的氣體會使鈉在油和水的交界處上下浮動。變式訓(xùn)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(zhì)量的鋁粉,反應(yīng)結(jié)束后測得生成的氣體體積比為12,則加入的鋁粉質(zhì)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(zhì)量的Al都完全反應(yīng)時,生成H2的量相等,消耗HCl與NaOH的物質(zhì)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(yīng)時分別為HCl不足,Al過量;NaOH過量,Al不足。與0.3molHCl完全反應(yīng)的Al為2.7g,則由生成H2的體積比為12可知,反應(yīng)的Al的質(zhì)量之比也為12,即與NaOH溶液反應(yīng)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(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量以及誰過量,然后計算得出數(shù)值。變式訓(xùn)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(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉,酚酞遇堿變紅色。變式訓(xùn)練1-4把一小塊鈉投入到硫酸銅溶液中,下列物質(zhì)中不是該反應(yīng)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(yīng):2Na+2H2O=2NaOH+H2,生成的NaOH再與CuSO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng):CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4,反應(yīng)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(zhì)量比為()A. 11B.23C.32 D.16【答案】:A變式訓(xùn)練2-1將適量金屬鈉投入下列物質(zhì)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(yīng)均放出氫氣。A項發(fā)生的反應(yīng)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(yīng)生成的氫氧化鈉還能進一步與FeCl3反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀;D項中鈉與水反應(yīng)生成的氫氧化鈉還能進一步與CuSO4反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化銅沉淀。變式訓(xùn)練2-2(1)等物質(zhì)的量的Na、Mg、Al分別與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比為。(2)與足量鹽酸反應(yīng)后產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相同,則所加入Na、Mg、Al三種金屬的質(zhì)量比為。【答案】:(1)123(2)23129