资源描述
专题13 金属与酸和水、铝与氢氧化钠溶液的反应【知识回放】1请写出活泼金属与盐酸反应的原理。2请写出铝与盐酸反应的化学方程式。【答案】活泼金属+盐酸=盐+氢气2Al+6HCl=2AlCl3+H2【新知精讲】一、金属与酸和水的反应1.金属与酸的反应规律金属活动性顺序中氢以前的金属可以与酸(盐酸、稀硫酸)反应生成H2,金属越活泼,反应越剧烈举例写出下列反应的离子方程式:铁与稀盐酸:Fe+2H+=Fe2+H2锌与稀硫酸:Zn+2H+=Zn2+H22.金属与水的反应(1)钠与水的反应:反应现象及解释反应的化学方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2(2)铁与水的反应:通常铁与冷水和热水均不反应,但铁可与水蒸气反应。方法方法一方法二实验装置气体用小试管收集一试管气体,点燃,听到轻微噗声,证明生成了H2用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明生成了H2实验结论铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2二、铝与氢氧化钠溶液的反应铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的对比实验实验操作实验现象试管中有气泡冒出,铝片慢慢溶解;点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声化学方程式2Al+6HCl=2AlCl3+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2离子方程式2Al+6H+=2Al3+3H22Al+2OH-+2H2O=2Al+3H2【科学探究】探究一 钠与水的反应问题导引钠与水的反应1.将大小相同的钠块分别加入稀盐酸和水中,钠与稀盐酸反应更剧烈,试分析其原因是什么?提示 钠与盐酸或水反应,实质是与H+反应生成H2,盐酸中H+浓度远大于水中的H+浓度,所以钠与盐酸反应比与水反应剧烈得多。2.在金属活动性顺序中,钠排在铜的前面,所以,将钠加入到CuSO4溶液中,会置换出金属铜。这种说法对吗?为什么?提示 不对。钠加入到CuSO4溶液中,应先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,不会置换出CuSO4中的Cu。探究二 铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应问题导引1.在铝与稀盐酸、氢氧化钠溶液的反应中,铝是否均作还原剂?提示 是。在题目中发生的两个反应中铝均失电子生成铝离子,所以铝均作还原剂。2.若要除去铁粉中的少量铝粉,可采用什么方法?提示 【重点突破】1.钠与酸、碱、盐溶液反应的实质物质分类反应分析酸(1)钠与酸反应时先与酸中的H+反应,如2Na+2HCl=2NaCl+H2(2)如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应碱钠与碱溶液反应其实质是钠与水的反应盐钠与盐溶液反应时先与水反应,如果盐中的溶质能与NaOH反应,则会发生其他反应,如Na与CuSO4溶液的反应2.钠与水溶液反应现象的“一定”与“可能”(1)一定有:钠与任何物质的水溶液反应的现象中,一定有“浮”“游”“熔”“响”;(2)可能有:反应现象中不一定有“红”,根据水溶液的成分不同可能出现不同情况,如:“蓝”含有石蕊试剂的蒸馏水;“白色沉淀”氯化镁的水溶液;“蓝色沉淀”氯化铜的水溶液。3.铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种“量”的关系(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为31。(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为11。(3)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为13。(4)特殊情况分析:若产生的氢气的体积比,则必定是铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠过量。【典题探究】典例1 下列说法正确的是()A.Fe比Al活泼B.Fe和盐酸反应的离子方程式为2Fe+6H+=2Fe3+3H2C.铁在溶液中可置换出铜D.Fe不与H2O反应【答案】:C变式训练1-1有一位学生将一小块钠投入到盛有煤油和水的试管中(煤油和水均足够多),可能观察到的现象是（ ）A.钠浮在试管中的液面上 B.钠沉入试管底部 C.钠没有变化 D.钠处于煤油和水的交界处,上下浮动【答案】:D【解析】:钠的密度比煤油的大,但比水的小,遇水反应生成的气体会使钠在油和水的交界处上下浮动。变式训练1-2甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-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12,则加入的铝粉质量为()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,若两份等质量的Al都完全反应时,生成H2的量相等,消耗HCl与NaOH的物质的量不相等。实际上HCl、NaOH同为0.3mol,且已知生成H2的体积比为12,所以发生反应时分别为HCl不足,Al过量;NaOH过量,Al不足。与0.3molHCl完全反应的Al为2.7g,则由生成H2的体积比为12可知,反应的Al的质量之比也为12,即与NaOH溶液反应的Al为5.4g。方法技巧 解答此类题时要明确两点:(1)无论是铝与酸还是与碱反应,Al和H2的关系都是2Al3H2。(2)综合分析题中相关条件判断是否存在过量以及谁过量,然后计算得出数值。变式训练1-3 (双选)将绿豆大小的金属钠投入加有酚酞溶液的100 mL蒸馏水中,则()A.溶液变红色B.溶液变蓝色 C.有H2生成D.有O2生成【答案】:AC【解析】:钠与水反应生成氢气和氢氧化钠,酚酞遇碱变红色。变式训练1-4把一小块钠投入到硫酸铜溶液中,下列物质中不是该反应生成物的是()A.CuB.Cu(OH)2C.H2D.Na2SO4【答案】:A【解析】:将钠投入CuSO4溶液中时,钠首先与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2,生成的NaOH再与CuSO4发生复分解反应:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4,反应中不可能生成铜。典例2称取两份铝粉,第一份加入足量的盐酸,第二份加入足量的烧碱。若同温同压下放出相同体积的气体,则两份铝粉的质量比为()A. 11B.23C.32 D.16【答案】:A变式训练2-1将适量金属钠投入下列物质的溶液中,有气体放出,但无沉淀生成的是()A.HCl B.饱和NaOH溶液 C.FeCl3D.CuSO4【答案】:A【解析】:钠与水溶液反应均放出氢气。A项发生的反应为2Na+2HCl=2NaCl+H2,只有气体放出,无沉淀生成;B项中NaOH溶液是饱和溶液,投入钠后,消耗水,析出氢氧化钠晶体;C项中钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与FeCl3反应产生氢氧化铁沉淀;D项中钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuSO4反应产生氢氧化铜沉淀。变式训练2-2(1)等物质的量的Na、Mg、Al分别与足量盐酸反应产生氢气的物质的量之比为。(2)与足量盐酸反应后产生H2的物质的量相同,则所加入Na、Mg、Al三种金属的质量比为。【答案】:(1)123(2)23129
展开阅读全文