3-1-3铝与氢氧化钠溶液的反应物质的量在化学方程式计算中的应用.ppt

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生活中，你或许有这样的一些经验：

铝制器具不能用来盛放醋、酸梅汤和碱水等物质。

如果盛放这些物质的话，铝制器具有可能被腐蚀。

当饮用水浑浊不清时，向水中加入明矾，静置一段时间，水便变得清澈。

化学课上，小明给大家出了一道题：

有两份无色溶液，一份是盐酸，一份是NaOH溶液，但都没有标签，怎样确定哪一份是盐酸，哪一份是NaOH溶液？

大家想了很多办法，其中有一个同学的方案是：

将两份溶液分别滴到铝片上，能产生气体的是盐酸，另一份就是氢氧化钠溶液。

请思考：

他的这个方案可行吗？

梳理导引1铝与氢氧化钠溶液反应：

向NaOH溶液中加入铝片，反应的现象是_，化学方程式为_。

铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放_食物，铝与酸反应和铝与NaOH溶液反应，都是铝原子_电子，表现出_性。

2化学方程式中化学计量数与化学计量间的关系2Na2H2O=2NaOHH2质量之比46g36g80g2g计量数之比2221扩大NA倍2NA2NA2NANA物质的量之比2mol2mol2mol1mol结论：

化学方程式中化学计量数之比等于_、也等于_，对于有气体参加的反应还等于_。

3物质的量在化学方程式计算中的应用

（1）设：

设所求物质的_为n（B）或质量为m（B），或气体标准状况下的体积为V（B）等。

（2）写：

写出有关的_。

（3）标：

在化学方程式有关物质的化学式下面标出_和_的有关物理量的关系，再代入已知量和未知量。

（4）列：

列出_的数学表达式。

（5）算：

计算答案。

（6）答：

简明地写出答案。

参考答案：

1铝片逐渐溶解，产生大量气泡，形成无色溶液2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2酸性、碱性或咸的失去还原2各物质的物质的量之比各物质的粒子数之比气体体积之比3

（1）物质的量

（2）化学方程式（3）已知未知（4）含有未知量,问题探究1铝既能与酸反应，又能与碱反应，是两性物质吗？

提示：

既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水一般是两性物质的特征性质，铝与酸反应生成盐和氢气，铝和碱溶液的反应实质是铝与水反应，但铝与水反应生成的产物氢氧化铝难溶于水，所以会阻止铝与水的进一步反应，铝与水反应生成的氢氧化铝能溶于碱中，从而使铝与水的反应能继续进行。

综上所述，铝不是两性物质。

2物质的量应用于化学方程式计算具体解题步骤有哪些思路？

提示：

细品教材1铝与酸的反应铝在金属活动顺序表中位于氢前面，能置换出酸中的氢。

强酸：

2Al6H=2Al33H2弱酸：

2Al6CH3COOH=6CH3COO2Al33H22Al与NaOH溶液反应反应产生气体可以燃烧。

反应分步进行：

2Al6H2O=2Al（OH）33H22Al（OH）32NaOH=2NaAlO24H2O总反应式为：

还原剂是Al，氧化剂是H2O。

3铝与酸或碱反应置换H2的关系,铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足量。

铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。

解题时应充分利用上述关系快速求解。

典例精析【例1】试设计实验证明铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气。

【解析】将铝箔弄成球状，用镊子夹住放到倒置的盛满氢氧化钠溶液的试管口部，用排水法收集一试管气体并检验。

如右图，由于NaOH溶液的腐蚀性，上述操作显然不安全。

如果用右图所示的装置就会方便很多。

反应结束后可以在导管口点燃气体。

如果将漏斗换成可以测量气体体积的量气装置（你不想设计一下吗？

）还可以测定铝的相对原子质量。

【例2】甲、乙两烧杯中各盛有100mL、3molL1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甲乙12，则加入铝粉的质量为（）A5.4gB3.6gC2.7gD1.8g【解析】本题考查有关铝与酸、碱反应的过程计算。

【答案】A,某无色透明溶液与铝反应放出H2，该溶液中可能含有大量的：

H、K、Mg2、Cl、OH、NO3-、CO32-等离子，试推断：

第一种情况：

一定有_离子，可能有_离子；第二种情况：

一定有_离子，可能有_离子。

【解析】铝既能与酸反应放出H2，也能跟碱溶液反应放出H2，只要分析在有大量H存在时可能共存的离子和有大量OH存在时可能共存的离子，并使含有该离子的溶液无色即可。

某课外活动小组做如下实验：

往一铝制易拉罐内充满CO2，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，过一段时间后，他们发现罐壁内凹面瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起，解释上述实验现象。

（1）罐壁内凹面瘪的原因是_，反应的化学方程式是_。

（2）罐壁再鼓起来的原因是_，有关的化学方程式是_。

（3）实验时，将“充满CO2”改为“放入一药匙白色固体”，其他不变，也能取得相同的实验效果。

则该白色固体是_（写名称）。

【解析】开始CO2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H2，罐内压强又增大，易拉罐又鼓起。

【答案】

（1）NaOH溶液吸收CO2，罐内压强减小，外界气压将易拉罐压瘪CO22NaOH=Na2CO3H2O

（2）Al表面氧化膜溶解后，Al与NaOH溶液反应产生H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2

（2）干冰,细品教材1化学计量数在中学化学中，化学计量数实际上就是化学方程式（包括离子方程式）中各反应物和生成物化学式前面的数字。

任意物质B化学计量数的符号为B。

在中学化学中，以前一直将化学方程式中各物质化学式前面的数字叫做系数。

2化学计量数（）与物质的量（n）的关系物质是由原子、分子或离子等微观粒子组成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。

化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子之间的数目关系，即化学计量数的关系，例如：

H2Cl22HCl化学计量数之比1：

1：

2粒子数之比16.021023：

16.021023：

26021023物质的量之比1mol：

1mol：

2mol,从上述例子中不难看出，化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的粒子数之比，因而也等于各物质的物质的量之比。

因此，将物质的量（n）、摩尔质量（M）、气体摩尔体积（Vm）、物质的量浓度（c）等概念应用于化学方程式进行计算时，通过物质的量与化学计量数之间的关系以及物质的量与其他物理量之间的联系，能使化学计算变得更加简便。

3物质的量应用于化学方程式计算的解题步骤

（1）设未知数。

设出的未知数直接用各物理量的符号表示，如设参加反应的NaOH溶液的体积为VNaOH（aq），并且不带单位。

同时未知数的确定应合理利用化学方程式中的横向和纵向联系，使运算简便。

（2）写出有关化学方程式，并注意隐含条件。

在方程式相关物质下面注明相应的关系量，比较复杂的数量关系可先化简。

（3）建立未知数和已知数之间的定量关系，可以是等式也可以是不等式。

把已知量代入计算中，计算时都要带单位（已知量带单位，未知量不带单位）。

（4）运用数学工具选取容易解决的突破口求解，并写出答案。

典例精析【例3】向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应后，计算：

（1）Al的物质的量。

（2）参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。

（3）生成标准状况下H2的体积。

由反应的化学方程式能求出参加反应的NaOH和生成H2的物质的量，则能求出NaOH溶液的物质的量浓度及标准状况下H2的体积。

（1）Al的摩尔质量是27gmol1，

（2）设参加反应的NaOH物质的量是n。

则2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2220.4moln,【答案】

（1）0.4mol

（2）参加反应的NaOH的物质的量是0.4molNaOH溶液物质的量浓度是0.8mol/L（3）标准状况下生成H2的体积为13.44L,【例4】取Na2CO3、NaHCO3固体若干克，加热一段时间后，收集到标准状况下的CO2气体1.12L，然后向剩余固体加入足量盐酸，充分反应后，又收集到标准状况下的CO2气体4.48L，将反应后的溶液蒸干、灼烧，得白色固体17.55g。

求原混合物中Na2CO3、NaHCO3的物质的量。

设Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为n（Na2CO3）、n（NaHCO3）n（Na2CO3）n（NaHCO3）0.250mol（C原子守恒）2n（Na2CO3）n（NaHCO3）0.300mol（Na守恒）n（Na2CO3）0.05moln（NaHCO3）0.200mol【答案】n（Na2CO3）0.05mol，n（NaHCO3）0.200mol,【点拔】若用常规解法、分析、计算过程繁杂，且容易出错，运用“守恒法”，解题过程简明得多。

甲乙两烧杯中各盛有100mL3molL1的盐酸和NaOH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甲乙12，则加铝粉质量为（）A5.4gB3.6gC2.7gD1.8g【解析】本题考查Al与酸、与碱反应放出H2的有关计算。

其反应原理为：

2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,根据题意此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。

2Al6HCl2AlCl33H26mol3mol3molL10.1L0.15mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol20.3mol2Al2NaOH2H2O=3H22NaAlO2227g3mol54g0.3mol即投入的铝粉为5.4g。

【答案】A,（浙江湖州菱湖中学20092010学年度高一月考，25）有铁和铝的混合物共8.2克，与350mL盐酸恰好完全反应，在标准状况下，共收集到7.84L的氢气。

问：

（1）氢气的物质的量是多少？

（2）铁的质量是多少克？

（3）盐酸的物质的量浓度？

【解析】n（H2）7.84L22.4Lmol10.35mol，设铁的物质的量为x，铝的物质的量为y，则：

Fe2HCl=FeCl2H21mol2mol1molx2xx2Al6HC=2AlCl33H22mol6mol3mol,解之，得：

x0.05mol，y0.2mol故，m（Fe）0.05mol56gmol12.8g，n（HCl）20.05mol30.2mol0.7mol，c（HCl）0.7mol0.35L2molL1。

【答案】略,资料备选地球上最多的金属铝许多人常常以为铁是地壳中最多的金属。

其实，地壳中最多的金属是铝，其次才是铁。

铝占整个地壳总重量的7.45%，差不多比铁多一倍！

地球上到处都有铝的化合物，像最普通的泥土中，就含有计多氧化铝。

说了这么多，铝到底是一种什么样的金属呢？

铝：

一种化学元素，化学符号Al，原子序数13，相对原子质量26.981539，属第三周期A族。

铝是一种银白色的轻金属，纯净的铝很软，可以压成很薄的箔，现在包糖果、香烟的“银纸”，其实大都是铝箔。

在生活中，我们到处都可以看到铝的“影子”。

我们平常使用的硬币，是铝制的；在厨房里，我们还可以看到铝锅、铝盆、铝勺然而，在一百多年前，铝却被认为是一种稀罕的贵金属，价格比黄金还贵，甚至还被列为“稀有金属”之一。

真是怪事，铝怎么比金子还贵？

这件事说起来也不奇怪。

因为铝的价值贵贱，完全取决于炼铝工业的水平。

在,一百多年前，人们用钠还原法来制造铝，当时钠的价格十分昂贵，所以铝的价格就更加贵了。

据说有一次法国皇帝拿破仑三世举行了一次宫廷宴会，来宾都用金碗喝酒，惟独皇帝一人在用铝碗，来宾都对皇帝的铝碗羡慕不已。

然而到了19世纪末，人们发明了大量生产铝的方法，这时铝的价格一下子跌了许多，人们才开始普遍使用铝制产品。

发现：

1825年丹麦H.C.奥斯特用无水三氯化铝与钾汞齐作用，并蒸掉汞后得到金属铝。

1854年H.S.C.德维尔用金属钠还原氯化钠和氯化铝的熔盐，制得金属铝，并在1855年的巴黎博览会上展示。

1886年C.M.霍尔和P.L.T.埃鲁分别发明了电解氧化铝和冰晶石的熔盐制铝法，使铝的价格大降，成为可供实用的金属。

存在：

铝在地壳中的含量为8%，仅次于氧和硅。

它广泛分布于岩石、泥土和动植物体内。

岩石中的铝主要以硅酸铝形式存在。

岩石风化时，硅酸铝沉积为黏土矿或脱水成铝土矿。

刚玉是纯的结晶氧化铝，含铝矿石还有明矾、冰晶石等。