3-1-2 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应

单击此处编辑母版文本样式,第,2,课时,金属与酸和水的反应铝与氢氧化钠溶液的反应,1,掌握钠与水反应的原理，会描述实验现象。,2,掌握铁与酸和水反应的现象与条件。,3,掌握铝与强酸、强碱反应的性质。,导 学 导 练,1,金属与酸的反应,酸与金属活动性顺序表中氢以前的金属发生置换反应生成盐和氢气。金属越活泼，反应越剧烈。如,Zn,、,Al,、,Fe,和稀盐酸反应的化学方程式分别为：,，,.,，,。,金属与酸和水的反应,Zn,2HCl=ZnCl,2,H,2,2Al,6HCl=2AlCl,3,3H,2,Fe,2HCl=FeCl,2,H,2,2,金属与水的反应,(1),钠与水的反应,浮,熔,游,嘶嘶,红,小,较低,气体,剧烈,NaOH,H,2,NaOH,还原,还原,2Na,2H,2,O=2NaOH,H,2,(2),铁与水蒸气的反应,铁与水蒸气反应的化学方程式为,。,点拨,不是所有金属与水反应都生成碱，钠与水反应生成碱,(,氢氧化钠,),，而铁与水反应生成氧化物,(Fe,3,O,4,),。,金属越活泼与水反应越容易，钠能与冷水剧烈反应，镁与热水能反应，铁只能与水蒸气在高温下反应。,非常活泼的金属,(,如,Na,、,K,、,Ca,等,),与盐溶液反应时，先与水反应而不符合置换规律。,(1),钠与酸溶液反应时是先与水反应，还是先与酸反应？若钠过量，又是什么情况？,(2),钠能与,NaOH,水溶液发生反应吗？,(3),钠投入硫酸铜溶液中，能否置换出铜，为什么？,提示,(1),钠先与酸反应，钠过量，再与水反应。,(2),钠能与,NaOH,溶液中的水反应。,(3),钠投入,CuSO,4,溶液中，,Na,先与水反应生成,NaOH,和,H,2,，,NaOH,再与,CuSO,4,生成,Cu(OH),2,沉淀。,铝与强酸和强碱的反应,导 学 导 练,2Al,6HCl=,2AlCl,3,3H,2,2Al,2NaOH,2H,2,O,=2NaAlO,2,3H,2,实验结论：铝既能与,反应又能与,反应。,盐酸,氢氧化钠溶液,向一个铝制易拉罐中充满,CO,2,，然后往罐中注入足量的,NaOH,溶液，立即用胶布严封罐口，不多会儿听到罐内,“,咔、咔,”,作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。,(1),易拉罐变瘪的原因,_,，,反应的离子方程式,_,。,(2),易拉罐又鼓起来的原因,_,，,离子方程式,_,。,解析,开始,CO,2,溶于,NaOH,溶液，罐内气压减小，外界气压将易拉罐压瘪。之后铝制的易拉罐与,NaOH,溶液反应，产生,H,2,，罐内压强又增大，易拉罐又重新鼓起。,要点一钠与水及水溶液的反应,【,示例,1】,将适量金属钠投入下列溶液中，有气体放出，但无沉淀生成的是,(,),。,A,盐酸,B,饱和氢氧化钠溶液,C,FeCl,3,溶液,D,CuSO,4,溶液,解析,钠与水溶液反应均放出氢气；,A,项，发生反应为,2Na,2HCl=2NaCl,H,2,，只有气体无沉淀；,B,项，,NaOH,溶液是饱和溶液，投入钠后，消耗水，析出氢氧化钠晶体；,C,项，钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与,FeCl,3,反应产生氢氧化铁沉淀；,D,项，钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与,CuSO,4,反应产生氢氧化铜沉淀。,答案,A,1,与水反应,离子方程式：,2Na,2H,2,O=2Na,2OH,H,2,，,还原剂：,Na,，氧化剂：,H,2,O,。,2,与酸溶液反应,(1),钠与酸反应时先与酸中的,H,反应，如：,2Na,2HCl=2NaCl,H,2,。,(2),如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。,3,与碱溶液反应,实质就是钠与水的反应。,4,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,2H,2,O=2NaOH,H,2,2NaOH,CuSO,4,=Cu(OH),2,Na,2,SO,4,【,应用,1】,将一小块金属钠投入盛有,5,mL,饱和澄清石灰水的试管中，不可能观察到的现象是,(,),。,A,有气体产生,B,有沉淀产生,C,有银白色金属产生,D,金属钠熔化成闪亮的小球在液面上游动,答案,C,要点二铁与水蒸气反应,【,示例,2】,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,_,，,B,中反应的化学方程式为,_,。,(2)D,的作用是,_,。,(3)E,中的现象是,_,。,(4)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,_,。,实验装置,操作要领,先加热湿棉花部位，待形成水蒸气后再加热铁粉，以防止发生倒吸；,最初排出的是空气，应加热一会后，再将导管插入到肥皂水中；,肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声；,实验结束时，先将导气管撤出，再移去酒精灯，以防止倒吸,【,应用,2】,如图所示，在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点燃。,(1),所观察到的现象是,_,，,有关反应的化学方程式是,_,。,(2),干燥管内可装入的试剂是,_,，其作用是,_,。干燥管还可用,_(,装置,),代替。,(3),玻璃管中石棉绒的作用是,_,。,实验开始时应先点燃,_,处酒精灯，实验结束时，应先熄灭,_,处酒精灯。,解析,常温下,Fe,不与,H,2,O,发生反应，但在高温下，,Fe,与,H,2,O(g),反应生成,Fe,3,O,4,和,H,2,，故,Fe,是一种较活泼的金属。因铁粉和,Fe,3,O,4,均为黑色，因此实验过程中固体颜色无明显变化，但产物,H,2,可用点燃的方法证明。石棉绒成分为硅酸盐，它耐高温且性质稳定，是铁粉的载体。,要点三铝与氢氧化钠溶液、盐酸反应的有关计算,【,示例,3】,甲、乙两烧杯中各盛有,100,mL,3,mol,L,1,的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为,1,2,，则加入的铝粉质量为,(,),。,A,5.4 g B,3.6 g,C,2.7 g D,1.8 g,解析,由,6HCl,2Al=2AlCl,3,3H,2,和,2NaOH,2Al,2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,可知，两份等质量的,Al,都完全反应时，生成的,H,2,也等量，消耗的,HCl,与,NaOH,不等量。实际上,HCl,、,NaOH,都为,0.3 mol,，且生成,H,2,的体积比为,1,2,，则甲中,HCl,不足，,Al,过量；乙中,NaOH,过量，,Al,不足。生成,H,2,的物质的量之比为,1,2,，反应的,Al,的物质的量之比也为,1,2,。与,0.3 mol,HCl,反应的,Al,为,2.7 g,，则与,NaOH,溶液反应的,Al,为,5.4 g,。,答案,A,【,应用,3】,称取两份铝粉，第一份加入足量的浓,NaOH,溶液，第二份加入足量的,HCl,溶液，如果放出等体积的气体,(,在同温、同压下,),，则两份铝粉的质量之比为,(,),。,A,1,2 B,1,3,C,3,2 D,1,1,解析,不论是与,NaOH,溶液反应，还是与,HCl,溶液反应，均是,Al,失去电子，还原产物都是,H,2,，且都有如下关系：,2Al,6e,3H,2,，由化学方程式可知，,2 mol Al,生成,3 mol H,2,，只要在酸碱足量的情况下，生成,H,2,的多少决定于参加反应的铝的多少。生成相同质量的,H,2,，消耗铝的质量相同。,答案,D,1,钠与水、酸及盐溶液的反 应,(1),钠与纯水及各种水溶液均易发生反应，其实质就是钠与水反应，钠作还原剂，水作氧化剂。,(2),由于酸中的,H,浓度比纯水中的,H,浓度大得多，所以钠与酸反应比与水反应剧烈得多。,(3),钠与盐溶液反应的实质也是钠先与水反应，生成,NaOH,和,H,2,，,NaOH,有可能再与盐中的某些离子反应，生成难电离物质、沉淀或气体。,2,铝的特性,铝是一种特殊金属，既能与酸又能与强碱溶液反应，都产生氢气。若铝与某溶液反应产生氢气，则该溶液可能呈酸性也可能呈碱性。,一 金属与酸和水的反应,1,钠与水反应的现象与钠的下列性质无关的是,(,),。,A,钠的熔点低,B,钠的密度小,C,钠的硬度小,D,钠的还原性很强,解析,钠的熔点低可由钠与水反应时能熔成闪亮的小球来证明；钠的密度小可由钠浮在水面上证明；钠的硬度小可在切割钠时证明，与其在水中反应的现象无关；小球四处游动，剧烈反应，有,“,嘶嘶,”,之声，证明钠的还原性很强。,答案,C,2,(,双选,),将一小块钠投入到,CuCl,2,溶液中，观察到的现象是,(,),。,A,钠溶解，有铜析出并有气体产生,B,溶液颜色变浅,C,只有沉淀产生,D,既有气体产生，又有蓝色沉淀产生,解析,Na,与,CuCl,2,溶液反应，实质是,Na,先与水反应，生成,NaOH,和,H,2,，,NaOH,再与,CuCl,2,反应生成,Cu(OH),2,沉淀，,CuCl,2,溶液浓度变小，颜色变浅。,答案,B,D,3,将,11.5 g,钠、,9 g,铝、,28 g,铁分别投入,200,mL,1,mol,L,1,的盐酸中，结果正确的是,(,),。,A,钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多,B,铝与盐酸反应的速率仅次于钠，但产生的气体最多,C,铁与盐酸反应产生的气体比钠多,D,反应结束时产生的气体一样多,解析,经计算知金属相对盐酸都是过量的，所以,Al,、,Fe,剩余，而剩余的,Na,又能与水反应，因而产生的气体最多。,答案,A,二 铝与氢氧化钠溶液反应,5,相同质量的下列物质分别与等浓度的,NaOH,溶液反应，至体系均无固体物质，消耗碱最多的是,(,),。,A,Al,2,O,3,B,Al(OH),3,C,AlCl,3,D,Al,提示,Al,2,O,3,、,Al(OH),3,、,AlCl,3,、,Al,与过量的,NaOH,溶液反应，都生成,NaAlO,2,。,解析,A,、,B,、,C,、,D,与足量的,NaOH,溶液反应均生成,NaAlO,2,，,D,项中,Al,的物质的量最大，消耗碱量最多。,答案,D,