2018-2019学年高中化学 第三章 金属及其化合物 第一节 第2课时《金属与酸和水的反应》知识点归纳及例题解析 新人教版必修1.doc

第2课时金属与酸和水的反应学习目标定位1.会描述钠与水反应的现象，并能解释产生现象的原因，会正确书写化学方程式和离子方程式。2.通过实验完成铁与水蒸气的反应，并会检验产物、书写化学方程式。一金属与酸的反应 1.分别写出下列反应的化学方程式：(1)钠与盐酸反应_；(2)镁条放入稀硫酸中_；(3)金属铝溶于盐酸中_。答案(1)2Na2HCl=2NaClH2(2)MgH2SO4=MgSO4H2(3)2Al6HCl=2AlCl33H22.相同物质的量的钠、镁、铝三种金属分别与足量的盐酸反应：(1)反应剧烈程度最大的是_；(2)完全反应后，产生氢气最多的是_；(3)相同条件下，三种金属产生氢气的体积比是_。答案(1)钠(2)铝(3)123解析(1)金属与酸反应的剧烈程度取决于金属的活动性，金属的活动性越强，与酸反应就越剧烈，所以钠与酸反应的剧烈程度最大，剧烈程度最小的是铝。(2)相同物质的量的三种金属中，钠失去电子数最少，铝失去电子数最多，所以铝产生的氢气的量最多。(3)因为1 mol钠可转移1 mol电子，1 mol镁可转移2 mol 电子，1 mol铝可转移3 mol电子，所以相同物质的量的三种金属钠、镁、铝转移电子的物质的量之比为123(即它们呈现的化合价之比)，在相同条件下产生氢气的体积比为123。归纳总结金属与酸的反应(1)金属活动性顺序表中氢以前的金属较活泼，一般能与酸反应生成盐和氢气。金属的活泼性越强，与酸反应就越剧烈。(2)金属与酸发生置换反应的实质是金属与酸电离出的H之间的反应，金属失去电子被氧化，H得到电子被还原。1.相同物质的量的铝、铁分别与足量盐酸反应时放出氢气的体积比是_；相同质量的铝、铁与足量盐酸反应时放出氢气的体积比是_。答案32(或289)解析相同物质的量的铝、铁分别与足量的盐酸反应时，产生氢气的体积比等于铝、铁呈现的化合价之比，即32。相同质量的铝、铁分别与足量盐酸反应时，失去电子的物质的量之比为(3)(2)289，即为产生氢气的体积比。二钠与水的反应在小烧杯中加入约1/2的水，滴入12滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，盖上表面皿，观察实验现象。填写下表：实验现象原因分析钠浮在水面上钠的密度比水小钠熔成光亮小球反应放热且钠的熔点低四处游动生成气体发出“嘶嘶”的响声，且很快消失反应剧烈溶液变红色反应生成物显碱性归纳总结钠与水的反应(1)钠与水反应的化学方程式是2Na2H2O=2NaOHH2，氧化剂是H2O，还原剂是Na，离子方程式是2Na2H2O=2Na2OHH2。(2)钠与酸溶液反应钠与酸反应时先与酸中的H反应，如：2Na2HCl=2NaClH2。如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。(3)钠与碱溶液反应实质就是钠与水的反应。(4)钠与盐溶液反应：钠与盐溶液反应时先与水反应，它包括两种情况：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。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：2Na2H2O=2NaOHH2；2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4。2.将0.2 mol金属钠投放到10 mL 1 molL1盐酸中：(1)反应的化学方程式是_；(2)反应完全后在标准状况下产生氢气的体积是_。答案(1)2Na2HCl=2NaClH2、2Na2H2O=2NaOHH2(2)2.24 L解析盐酸的物质的量是0.01 L1 molL10.01 mol0.2 mol，钠过量。钠与盐酸反应，不仅要考虑钠与盐酸的反应产生氢气，而且要特别注意在钠过量时，还会与水反应也产生氢气，所以0.2 mol钠完全反应，产生氢气0.1 mol，在标准状况下体积为0.1 mol22.4 Lmol12.24 L。理解感悟钠的性质简单记忆法：银白轻低软，传导热和电，遇氧产物变，遇氯生白烟，浮熔游响红，遇水记五点，遇酸酸优先，遇盐水在前。三铁与水蒸气的反应设计如图所示装置，完成铁粉与水蒸气反应的实验，观察实验现象，填写下表。实验装置与操作实验现象原因解释用酒精喷灯加热还原铁粉C试管产生气泡，液面下降有气体产生C试管收集满气体后点燃有爆鸣声反应产生氢气实验结论铁在高温下能与水蒸气反应，其化学方程式是3Fe4H2O(g)Fe3O44H23.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_，烧瓶底部放碎瓷片的作用是_。(2)写出装置B中发生反应的化学方程式：_，该反应中氧化剂是_，氧化产物是_。(3)D的作用是_。(4)E中的实验现象是_。(5)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_。答案(1)产生水蒸气防止加热时液体暴沸(2)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2H2OFe3O4(3)吸收未反应的水蒸气，干燥H2(4)黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成(5)A收集H2并检验其纯度解析(1)B中发生的反应是3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，故A装置为B中的反应提供水蒸气。(3)D的作用是吸收未反应的水蒸气，干燥H2。(4)E中的反应为H2CuOCuH2O，故实验现象是黑色固体变红，且玻璃管内壁上有水珠生成。(5)应先点燃A处的酒精灯，排除B中的O2，再点燃酒精喷灯。进行H2还原CuO的实验前，应首先检验H2的纯度。金属单质无论是与水反应，还是与酸反应，金属都是作还原剂，水或酸作氧化剂。金属与酸或水反应的难易，取决于金属的活动性强弱，金属越活泼，反应就越容易。1.把下列金属投入0.1 molL1盐酸中，能发生反应且反应最剧烈的是()A.Cu B.Fe C.Mg D.Al答案C解析由金属活动性顺序可知，Fe、Mg、Al能与盐酸反应，而Cu不与盐酸反应，金属越活泼，与酸反应越剧烈，在Fe、Mg、Al中，Mg最活泼，反应最剧烈。2.Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L，下列推断中不正确的是()A.参加反应的Mg、Al共0.2 molB.参加反应的HCl为0.4 molC.Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2答案A解析反应的实质为Mg2H=Mg2H2，2Al6H=2Al33H2，n(H2)0.2 mol，则参加反应的n(H)0.4 mol。若换成稀H2SO4，同样产生0.2 mol H2。依据得失电子守恒，由2HH2得电子总数为0.2 mol20.4 mol，C正确。0.2 mol Mg提供0.4 mol电子，0.2 mol Al则提供0.6 mol电子，0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol小于0.6 mol，A错误。3.钠与水反应时产生的各种现象如下：钠浮在水面上钠沉在水底钠熔化成小球小球迅速游动逐渐减小，最后消失发出嘶嘶的声音滴入酚酞后溶液显红色其中正确的是()A. B.全部C. D.答案D解析钠的密度比水小，浮在水面上。4.某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的()钠的密度比水的小钠的熔点较低钠与水反应时放出热量钠与水反应后溶液呈碱性A. B. C. D.答案D解析Na与水反应时，浮在水面上(密度比水小)，熔化成闪亮的小球(反应放热，钠熔点低)，在水面四处游动(有气体生成)，同时溶液使酚酞变红色(生成碱性物质)，体现了四点性质。5.下列关于铁与水反应的描述中，不正确的是()A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3B.红热的铁能与水蒸气反应，放出的气体点燃时能发出爆鸣声C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应D.常温下，Fe与H2O不反应，但在空气中的O2、H2O共同作用下能发生反应答案A解析铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，生成黑色的Fe3O4，A错误；H2在不纯的氧气中点燃时能发出爆鸣声，B正确；该反应为氧化还原反应，C正确；常温下，铁在潮湿的空气中被缓慢氧化，D正确。6.如图所示，在烧杯中盛有100 mL蒸馏水，水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定在水的中央)，将10 g金属钠分多次投入到水中，最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度。回答下列问题：(1)10 g钠要分多次投入的主要原因是_。(2)将10 g钠全部投入完毕所进行的次数可能是_。A.5次 B.10次 C.大于10次(3)实验结束后，从烧杯内小球的位置观察到的现象是_，出现这种现象的主要原因是_。(4)实验过程中所发生反应的离子方程式是_。答案(1)钠与水反应剧烈，放出的热量多，易发生爆炸(2)C(3)小球上升钠与水反应生成氢氧化钠，液体的密度增大，小球受到的浮力增大(4)2Na2H2O=2Na2OHH2解析钠与水反应剧烈，易发生爆炸，使用时要严格控制用量，钠的密度小于1 gcm3，黄豆粒大小的一块钠的体积(立方体的边长肯定小于1 cm)小于1 cm3，则其质量小于1 g，故10 g钠全部投入完毕所进行的次数要大于10次。钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液的密度大于水的密度，小球受到的浮力增大。