新课标版2024_2025学年高中化学第三章金属及其化合物第一节第3课时铝与氢氧化钠溶液的反应学案新.docxVIP

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第3课时铝与氢氧化钠溶液的反应

[核心素养发展目标]1.能从微观和宏观结合的角度理解铝与氢氧化钠溶液的反应及实质，能解决铝与酸、碱溶液反应的比较与计算等问题。2.通过物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积等概念的转化与计算，建立化学方程式中有关计算的思维模型。

一、铝与氢氧化钠溶液的反应

试验探究

铝与盐酸反应

铝与氢氧化钠溶液反应

试验操作

试验现象

铝片渐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声

化学方程式

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑

离子方程式

2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑

试验结论

铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生氢气

例1铝是典型的两性金属，既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题：

(1)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的改变都是，还原剂都是。

(2)1mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状况下比值为，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为。

(3)甲、乙两个烧杯中分别盛有100mL4.0mol·L－1的盐酸和100mL4.0mol·L－1氢氧化钠溶液，向两个烧杯中都加入5.4g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为。

答案(1)由0价变为＋3价铝(2)1∶13∶1(3)2∶3

解析(3)由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知：

①1mol铝消耗3mol氯化氢，生成eq\f(3,2)mol氢气；

②1mol铝消耗1mol氢氧化钠，生成eq\f(3,2)mol氢气。

③5.4g(即0.2mol)铝与0.4mol盐酸(不足量)反应时，生成氢气0.2mol;

④5.4g(即0.2mol)铝与0.4mol氢氧化钠溶液(过量)反应时，生成氢气0.3mol。

【考点】铝与酸、碱溶液反应的定量考查

【题点】铝与酸、碱溶液反应间的数量关系

(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为3∶1。

(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶1。

(3)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶3。

(4)肯定量的铝分别与肯定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为1∶3VHCl(H2)∶VNaOH(H2)1∶1，则必定是①铝与盐酸反应，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠溶液反应，铝不足而氢氧化钠溶液过量。

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1．铝与氢氧化钠溶液反应的实质

铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2(以后将学到)，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。

用双线桥法和单线桥法分别表示为

；

。

2．铝与酸、强碱溶液反应的比较

(1)铝与酸、强碱溶液反应的相同点——都有H2生成，反应中铝都作还原剂。

(2)铝与酸、强碱溶液反应的不同点——生成的盐不同(前者为铝盐，后者为偏铝酸盐)，所体现的铝的化学性质不同，前者体现了铝能与酸反应，后者体现了铝能与碱反应。

二、物质的量在化学方程式计算中的应用

1．化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系

2CO＋O2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2CO2

化学计量数212

扩大NA倍2NANA2NA

物质的量2mol1mol2mol

质量56g32g88g

标况下气体体积44.8L22.4L44.8L

结论：

(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其粒子数目之比，等于其物质的量之比。

(2)对于有气体参与的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其体积之比。

2．物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤

例如：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

2×23g2mol2mol22.4L

m(Na)n(H2O)n(NaOH)V(H2)

则有eq\f(2×23g,m?Na?)＝eq\f(2mol,n?H2O?)＝eq\f(2mol,n?NaOH?)＝eq\f(22.4L,V?H2?)

特殊提示

(1)书写格式规范化：在依据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。

(2)单位运用对应化：依据化学方程式计算时，假如题目所给的两个量单位不一样，要留意两个量