人教版高中化学必修1全册教案-3.1.2

1、第2课时 金属与酸和水的反响课前自主学习(学生用书P55) 一金属与酸和水的反响1.金属与酸反响酸和金属活动顺序表中氢以前的金属反响生成盐和氢气2.钠与水的反响实验操作实验现象原因解释将一黄豆粒大小的钠投入盛有水(已滴加几滴酚酞试液)的烧杯中,观察现象钠浮在水面上钠的密度比水小钠熔化成闪亮的小球钠熔点低,反应放热小球在水面上四处游动反应产生的气体推动小球运动发生嘶嘶响声,且钠很快消失钠与水剧烈反应反应后溶液的颜色逐渐变红反应生成碱结论常温下,钠与水剧烈反应,生成氢气和氢氧化钠,离子方程式为:2Na+2H2O2Na+2OH-+H2,在反应中H2O作氧化剂,Na作还原剂 3.铁与水的反响装置装置实

2、验装置操作及现象用小试管收集一试管气体,点燃,听到轻微的噗声证明生成了H2用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明生成了H2实验结论铁能与水蒸气反应,化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 二铝与氢氧化钠溶液的反响铝与盐酸氢氧化钠溶液的比照实验 实验装置实验装置试管中有气泡冒出,铝片慢慢溶解;点燃的木条发出爆鸣声试管中有气泡冒出,铝片慢慢溶解;点燃的木条发出爆鸣声化学方程式化学方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2化学方程式:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2相同点反应中铝的化合价均由0+3,故1 mol Al反应均产生1.5mol H2 诱思探究:钠着火时,能

3、否用水灭火?提示:不能,钠与水反响生成可燃性气体,应用枯燥的沙土盖灭课堂深化探究(学生用书P55) 一钠在溶液中的反响1.钠与水的反响(1)将钠放入参加几滴酚酞的水中,观察到的现象:浮(钠浮在水面上)熔(熔化成一个闪亮的小球)游(小球在水面上向各个方向迅速游动,最后消失)响(发出嘶嘶的响声)红(反响后的水溶液使酚酞变红)(2)实验结论:钠与水剧烈反响,钠的密度比水小,反响放热,反响后溶液显碱性,有气体产生 (3)反响分析反响类型:置换反响氧化复原反响离子反响放热反响反响方程式:2Na+2H2O2NaOH+H2离子方程式:2Na+2H2O2Na+2OH-+H22.钠与酸的反响钠与稀硫酸盐酸等非氧

4、化性酸反响时,首先是钠直接跟酸反响,过量的钠再与水反响,而不能认为是钠先跟水反响,生成的NaOH再跟酸中和钠投入足量盐酸中反响的化学方程式是:2Na+2HCl2NaCl+H2离子方程式是:2Na+2H+2Na+H23.钠跟碱溶液的反响实际是钠跟水反响4.钠跟盐溶液的反响(1)NaCl溶液:实际是与水反响反响的化学方程式为:2Na+2H2O2NaOH+H2(2)CuSO4溶液:钠先与水反响,生成的NaOH再跟CuSO4反响,而不能发生置换反响上述反响的化学方程式为:2Na+2H2O2NaOH+H22NaOH+CuSO4Cu(OH)2+Na2SO4总反响式为:2Na+CuSO4+2H2OCu(OH

5、)2+H2+Na2SO4二金属铝与酸碱反响及生成H2的量的关系1.铝在金属活动性顺序中位于氢前面,能置换出酸中的氢强酸:2Al+6H+2Al3+3H2,弱酸:2Al+6CH3COOH6CH3COO-+2Al3+3H22.Al与NaOH溶液反响(1)反响产生的气体可以燃烧(2)反响分步进行:2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O总反响为:复原剂是Al,氧化剂是H2O3.铝与酸或碱反响置换H2的关系(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反响,产生氢气的体积比(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反响,产生氢气的体积为 (3)一定量的铝分

6、别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反响n(HCl)n(NaOH),假设产生氢气的体积比为 那么必定是:铝与盐酸反响时,铝过量而盐酸缺乏量铝与氢氧化钠反响时,铝缺乏而氢氧化钠过量解题时应充分利用上述关系快速求解典 例 剖 析(学生用书P56)知识点一 钠在溶液中的反响例1 将一小块钠投入到盛有硫酸铜溶液的小烧杯中,不可能观察到的现象是( )A.溶液出现蓝色浑浊B.钠块熔成小球浮在水面四处游动C.有气体产生D.有红色的铜被置换出来 解析 由于金属阳离子在水中,一般是以水合离子的形式存在,所以钠与盐溶液反响时不能置换出盐中的金属,而是先与水反响生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠又与硫酸铜反响,生成蓝色沉

7、淀,因此选项中只有D中现象不可能观察到答案 D知识点二 金属与酸的反响例2 将钠镁铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol/L的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是( )A.1：2：3 B.6：3：2C.3：1：1D.1：1：1 解析 Mg、Al投入到盐酸中,由于金属过量,以HCl的量为准进行计算,产生H2的物质的量为0.05 mol,Na不仅与酸反响还可与水反响,以钠的物质的量为准进行计算,产生H2的物质的量为0.15 mol故正确答案为C答案 C 知识点三 铝与氢氧化钠溶液的反响例3 甲乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-1的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别参加等质量的

8、铝粉,反响结束后测得生成的气体体积比为甲乙12,那么参加铝粉的质量为( )A.5.4 gB.3.6 gC.2.7 gD.1.8 g 解析 2Al+6HCl2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,由反响方程式可知,假设在等物质的量的盐酸和NaOH溶液中分别参加足量铝,反响时产生H2的体积之比为1：3,现在产生H2的体积之比为1：2,说明铝粉的量相对于盐酸来说是过量的,对于NaOH来说是缺乏量的,所以与盐酸反响的铝粉质量为2.7 g,与NaOH反响的铝粉质量为5.4 g答案 A 课内针对性训练(学生用书P57)1.将一小块钠投到FeCl3溶液中,观察到的现象是(

9、)A.钠溶解,有铁析出并有气体产生B.只有气体产生C.只有沉淀产生D.既有气体产生,又有红褐色沉淀产生答案:D解析:Na投入FeCl3溶液中发生如下反响:2Na+2H2O2NaOH+H2,FeCl3+3NaOHFe(OH)3+3NaCl2.等质量的钠镁铝分别与足量的盐酸反响,产生H2的质量由大到小的排列顺序正确的选项是( )A.Al、Mg、Na B.Mg、Al、NaC.Na、Mg、AlD.Na、Al、Mg答案:A解析:因足量的盐酸与等质量的金属反响,那么金属完全反响,根据电子守恒,等质量的Na、Mg、Al产生H2的质量由大到小应为Al、Mg、Na,也可根据化学式计算3.等质量的两份铝分别与足量

10、稀H2SO4和NaOH溶液作用,假设消耗的两溶液的体积相等,那么两溶液的物质的量浓度之比为( )A.3：2B.2：3C.1：1D.1：2答案:A解析:依题意,两份铝的物质的量相等,设n(Al)1 mol2Al + 3H2SO4Al2(SO4)3+3H22 mol 3 mol1 mol n(H2SO4)得:n(H2SO4)1.5 mol2Al + 2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H22 mol 2 mol1 mol n(NaOH)得:n(NaOH)1 mol两溶液体积相等,故c(H2SO4)：c(NaOH)n(H2SO4)：n(NaOH)1.5：13：24.以下物质反响后,没有碱生成的是(

11、 )A.生石灰投入水中B.红热的Fe与H2O(g)反响C.钠放入水中D.锻烧石灰石答案:BD解析:A中反响为CaO+H2OCa(OH)2;B为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2;C为2Na+2H2O2NaOH+H2;D为CaCO3 CaO+CO2课后优化训练(学生用书P57) 根底强化1.钠与以下物质反响,产物唯一的是( )A.盐酸 B.H2OC.Cl2D.O2答案:C解析:钠与盐酸反响产生NaCl和H2,与H2O反响生成NaOH和H2,与O2反响生成Na2O2和Na2O,只有与Cl2反响生成NaCl2.除去镁粉中的少量铝粉,可选用( )A.硫酸B.氢氧化钠溶液C.水D.盐酸答案:B解

12、析:铝与NaOH溶液反响而镁不与NaOH溶液反响,可以除去3.铁制的菜刀在生产时要通过“淬火处理来增加刀的硬度,具体操作是将红热的菜刀浸入水中急速冷却此时发生反响为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,该反响中属于复原剂的是( )A.FeB.H2OC.Fe3O4D.H2答案:A解析:由反响3Fe+4H2O(g) 4H2+Fe3O4知铁失电子作复原剂,H2O得电子,作氧化剂4.用铝箔包装0.1 mol金属钠,用针扎出一些小孔,放入水中,完全反响后,用排水集气法收集产生的气体,那么收集到的气体为(标准状况)( )A.O2与H2的混合气体B.1.12 L H2C.大于1.12 L H2D.小于

13、1.12 L气体答案:C解析:在题中隐藏着一个至关重要的条件“铝箔,Na与水反响放出H2,并且生成NaOH,铝能与NaOH溶液反响,也生成H2,故最后收集到的气体是这两局部H2的总和,显然要比Na单独反响产生的H2多Na + H2ONaOH + H20.1 mol 0.1 mol 0.05 mol5.以下有关反响的离子方程式正确的选项是( )A.钠与水反响:Na+2H2ONa+2OH-+H2B.钠与稀硫酸反响:2Na+2H2O2Na+2OH-+H2,H+OH-H2OC.钠与CuSO4溶液反响:2Na+Cu2+Cu+2Na+D.Na与稀H2SO4溶液反响:2Na+2H+2Na+H2答案:D解析:

14、A中电荷不守恒;B中钠与硫酸直接反响,而不是先与水反响;C中钠先与水反响生成NaOH,然后NaOH再与CuSO4反响生成Cu(OH)2沉淀6.将2.3g钠投放到97.7g水中,所得溶液中溶质质量分数为( )A.2.3% B.小于2.3%C.4%D.大于4%答案:D解析:错选A是把钠与水反响后,钠看成溶质,计算错误;错选C是无视了钠与水反响产生H2使溶液质量减少解答此题应明确钠与水反响有H2产生,所得溶液中溶质是NaOH,溶液的质量等于水的质量和钠的质量之和减去氢气的质量此题属半定量题,不需准确计算溶质的质量分数设生成NaOH的质量为x,那么:2Na+2H2O2NaOH+H22232402.3

15、gx7.将金属钠分别投入以下物质的溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是( )A.HClB.K2SO4C.CuCl2D.饱和NaOH溶液答案:CD解析:钠遇水或水溶液均能发生反响置换出氢气,故以上四个选项均能满足题干中有气体放出这一条件解题的关键在于题干中的最后“溶液质量减轻假设投入金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量,那么溶液的质量必定减轻 选项AB中每有23 g钠进入溶液均生成1 gH2,溶液质量增加22 g;C项中由于钠与水反响生成的NaOH还能进一步与CuCl2反响,析出Cu(OH)2沉淀,所以溶液质量减轻;D选项中NaOH溶液是饱和溶液,投入钠后消耗水,析出NaOH固体,溶液质量也减

16、轻8.(1)分别取W g钠镁铝与足量的盐酸反响,在相同条件下产生氢气的体积比是_(2)分别取0.1 mol钠镁铝与足量的盐酸反响,在相同条件下产生氢气的体积比是_(3)假设产生相同物质的量的氢气,所需钠镁铝的质量之比为_1：2：3 23：12：9 (4)假设产生相同体积(同温同压下)的氢气,所需钠镁铝的物质的量之比为_(5)假设将0.2 mol钠镁铝分别放入到10 mL 1 mol/L的盐酸中,在标准状况下,产生氢气的大小顺序是_6：3：2 NaAlMg 解析:2Na+2HCl2NaCl+H2Mg+2HClMgCl2+H22Al+6HCl2AlCl3+3H2(1)由方程式可得Na产生H2 Mg

17、产生H2 Al产生 故可得出结论(2)由方程式可得出产生H2体积比(即物质的量比)为1：2：3(3)由方程式可得出产生H2物质的量相同,设产生H2 2克,消耗Na 46克,Mg 24克,Al 18克,故得出结论(4)由(3)可推出n(Na消耗):n(Mg消耗):n(Al消耗)1：0.5: 6：3：2(5)由方程式可得出三种金属和酸反响,金属过量,故产生H2应相同,但Na可与水反响,故得出NaAlMg能力提升1.以下各组离子中,能大量共存,溶液呈现无色,且参加一小块钠粒后仍然能大量共存的是( )答案:C解析:A中MnO 为紫色不符合题意且H+与Na反响,B中Na与水反响生成的NaOH与HCO 反

18、响,有CO 生成,Ba2+与CO 不能共存;D中Ca2+与CO 不共存2.两种金属混合物粉末15 g,与足量的盐酸反响时生成标准状况下11.2 L氢气,符合上述情况的金属混合物是( )A.MgFeB.ZnAgC.AlZnD.MgAl答案:AC解析:生成11.2 LH2,需转移1 mol电子即金属的平均电子摩尔质量为15 g/mol其中MgFeZnAl的电子摩尔质量分别为12 g/mol,28 g/mol,32.5 g/mol和9 g/mol,而Ag不反响,其值可认为无限大,故AC符合情况3.把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反响后,剩余金属粉末的质量与原参加铁粉的质量相等,那么原溶液中H+与SO 的物质的量浓度之比为( )A.1：4 B.2：7C.1：2D.3：8答案:A解析:相关反响为:Fe+H2SO4FeSO4+H2Fe+C