学年高中化学人教版必修1学案第三章 第一节 第二课时 铝与氢氧化钠溶液的反应 Word版含答案Word格式.docx

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产生H2的物质的量之比为1∶3。

铝与酸、碱液反应生成H2的量的关系

1．反应原理

2．量的关系

（1）定量关系

（2）铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气体积关系归纳：

反应物的量

产生H2的体积关系

等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应

＝1∶1

足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应

＝

一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应

<

1

1．称取两份铝粉，第一份加入足量的NaOH溶液，第二份加入足量的盐酸，若放出的氢气的体积相等（同温同压）。

则两份铝粉的质量比为（　　）

A．1∶2　　　　　　B．1∶3

C．3∶2D．1∶1

解析：

选D　因NaOH溶液和盐酸都是足量的，若铝与两者反应放出氢气的体积相等，则两份铝的质量相等。

2．等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶7，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是（　　）

A．甲、乙中都是铝过量

B．甲中铝过量，乙中碱过量

C．甲中酸过量，乙中铝过量

D．甲中酸过量，乙中碱过量

选B　因为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1∶1，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1∶3，而今产生H2的体积比：

<

1，所以反应的情况为：

铝过量，盐酸不足；

铝不足，氢氧化钠过量。

[方法技巧]

　　一定量的铝分别和含等物质的量溶质的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为

1，则必定是：

①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；

②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。

化学方程式　　2H2　＋　O2　

2H2O（g）

计量数之比：

2∶1∶2

物质微粒数之比：

扩大NA:

2NA∶NA∶2NA

物质的量之比：

2mol∶1mol∶2mol

标准状况下

体积之比：

44.8L∶22.4L∶44.8L

相同状况下

从以上例子可以看出：

（1）任意物质的微粒（构成微粒，下同）数目之比等于物质的量之比。

（2）在同温同压下，气态物质的微粒数目之比等于物质的量之比，等于气体体积之比。

（3）同一种任意状态的物质的微粒数目之比等于物质的量之比。

（4）化学方程式中化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质微粒数目之比。

（5）化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2＋Cl2

2HCl可表示1molH2与1molCl2完全反应生成2_mol_HCl。

1．根据化学方程式计算时，已知物理量与被求物理量是否必须一致？

不一定；

只要满足“上下单位相同，左右相对应”即可。

2．1.15g金属钠与水反应，生成气体在标准状况下的体积是多少？

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

2mol　　　　　　　　　22.4L

　　　　　　　V（H2）

2mol∶22.4L＝

∶V（H2），则V（H2）＝0.56L

1．基本步骤

2．计算类型

（1）基本计算

已知一种反应物（或生成物）的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。

（2）过量计算

给出了两种反应物的量，求解某产物的量。

方法：

按照化学方程式中量的关系判断哪一种物质过量，然后根据量不足的物质进行求解。

3．解题技巧

（1）关系式法

示例：

把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的质量。

分析：

①写出反应方程式：

3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2，

CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O

②列关系式

3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3，以上关系也可根据C原子守恒。

（2）守恒法

①电子守恒：

氧化还原反应中得电子总数等于失电子总数。

②电荷守恒：

电解质溶液中，阳离子所带正电荷总数＝阴离子所带负电荷总数；

离子方程式中，反应物所带电荷总数＝生成物所带电荷总数。

（3）差量法

原理：

根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出“理论差量”，如反应前后的质量、物质的量、气体体积等。

结合题目实际差量列出比例式进行解答。

　Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4固体质量差

理论差量56g64g64g－56g＝8g

实际差量xmg

则

，x＝7mg。

1．标准状况下，3.25g锌与足量的盐酸反应欲计算产生H2的量，下列比例式正确的是（　　）

A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

1mol1mol

3．25gm（H2）

B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

65g1L

3．25gV（H2）

C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

1mol22.4L

3．25molV（H2）

D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

65g22.4L

选D　列比例式应遵循“上下单位一致，左右计量相当”的原则，A、C不正确，B项中65gZn对应H2的体积不是1L。

2．1.15g金属钠跟水反应，得到100mL溶液，试计算：

（1）生成的气体在标准状况下的体积。

（2）反应后所得溶液的物质的量浓度。

设生成标准状况下气体的体积为V，物质的量浓度为c。

2×

23g　　　　2mol　　22.4L

1．15g　　　　0.1L×

c　V

V＝

＝0.56L，

c＝

＝0.5mol·

L－1。

答案：

（1）0.56L　

（2）0.5mol·

L－1

[三级训练·

节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是（　　）

A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂

B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1

C．反应中1molAl失去4mol电子

D．此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂

选D　Al与NaOH溶液反应的分析如下：

所以反应中，氧化剂是H2O，还原剂是Al，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。

2．铝制品具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为（　　）

A．铝具有银白色的金属光泽

B．铝表面形成致密的氧化物薄膜

C．铝不与碱反应

D．铝不与酸反应

选B　铝制品具有较强的抗腐蚀性，是因为铝表面产生一层致密的氧化物薄膜，阻碍反应的进行。

3．质量比为2∶3的金属铝分别跟足量稀H2SO4和NaOH溶液反应，则产生H2的体积比是（　　）

A．1∶2　　　　　　　　B．1∶3

C．2∶3D．3∶2

选C　由化学方程式2Al＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，两反应中均2molAl生成3molH2，因此，产生H2的体积比为2∶3。

也可由得失电子数判断，由＋1价氢变成0价氢气是得到电子，H2的体积与得到电子数成正比，与失去电子数成正比，即与Al的质量成正比。

4．Na、Mg、Al三种金属各2mol分别跟1L1mol·

L－1的盐酸反应时，相同条件下放出氢气体积最大的是（　　）

A．AlB．Mg

C．NaD．三者产生的氢气一样多

选C　由化学方程式2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可知，2molNa、Mg、Al分别消耗2mol、4mol、6mol，而盐酸的物质的量为1mol，所以酸完全反应，Mg、Al放出氢气的物质的量为0.5mol，Na除了与盐酸反应外，还与水反应，共放出氢气1mol，所以放出氢气体积最大的是Na。

5．完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。

（1）分别取ag钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________________________________________________________________________。

（2）分别取0.1mol钠、镁、铝与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________________。

（3）若产生相同体积（同温同压）的氢气，所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是________；

质量比是________。

（1）agNa、Mg、Al的物质的量分别为

mol、

mol，由三者与足量盐酸反应的化学方程式：

2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可得关系式：

2Na～H2，Mg～H2,2Al～3H2，所以agNa、Mg、Al生成H2的体积之比为

∶

。

解答本题也可由电子守恒知产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比：

（

×

1）∶（

2）∶（

3），直接得出答案。

（2）0.1mol钠、镁、铝与足量盐酸反应，转移电子数之比为（0.1mol×

1）∶（0.1mol×

2）∶（0.1mol×

3）＝1∶2∶3，即产生H2的体积之比为1∶2∶3。

（3）与前两问恰好反过来，氢气的体积相等，转移的电子数相等，即为金属失去的电子数相等。

（1）

（2）1∶2∶3

（3）1∶

（或6∶3∶2）　23∶12∶9

1．除去镁粉中的等量铝粉，可选用的试剂是（　　）

A．稀盐酸　　　　　　　B．稀硝酸

C．NaOH溶液D．氯化钠溶液

选C　镁可与酸反应，但不能与碱液反应。

2．下列关于铝的说法中，不正确的是（　　）

A．能与盐酸反应

B．常温下不能与氧气反应

C．能与NaOH溶液反应

D．地壳中含量最高的金属元素

选B　铝既能与酸反应又能与氢氧化钠溶液反应放出氢气，A、C正确；

铝的性质活泼，常温下与氧气反应生成致密的氧化物保护膜，B错误；

铝是地壳中含量最多的金属，D正确。

3．相同质量的镁和铝分别与足量的盐酸反应，生成标准状况下的氢气（　　）

A．一样多B．镁多

C．铝多D．均为22.4L

选C　反应中金属失去电子越多，生成氢气的体积越大，同质量Mg、Al失去电子数之比为

2∶

3＝3∶4，即产生H2的体积比为3∶4。

4．等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应，放出氢气最多的是（　　）

A．NaOH溶液B．H2SO4稀溶液

C．蔗糖溶液D．NaCl溶液

选B　镁和铝都能与稀H2SO4反应，而与NaOH溶液反应时，只有铝参加反应，故前者生成氢气多；

C、D项不反应，无氢气放出。

5．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为（　　）

A．1∶1　　　　　　　　B．2∶1

C．3∶1D．1∶3

选C　2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

　　　　　　　　6mol　　　　　3mol

2mol　　　　　　　　　　　3mol

n（HCl）∶n（NaOH）＝6∶2＝3∶1。

6．两份铝屑，一份与足量的稀盐酸反应，另一份与足量的NaOH溶液反应，产生H2的体积比为1∶2（同温同压下），则两份铝屑的质量比为（　　）

A．1∶1B．1∶2

C．1∶3D．1∶4

选B　2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，由于盐酸、氢氧化钠均足量，生成H2的量应根据Al的量计算。

从反应方程式可看出，若生成H2的体积比为1∶2，则两份铝屑的质量比为1∶2。

7．在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝（酸和碱都是足量的）充分反应后（　　）

A．天平保持平衡B．左高右低

C．左低右高D．无法确定

选A　由化学方程式2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑及2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，当酸和碱过量时，等量的铝反应能产生等量的氢气，所以天平依然保持平衡。

8．甲、乙两烧杯中各盛有3mol·

L－1的盐酸和氢氧化钠溶液100mL，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＝1∶2，则加入铝粉的质量为（　　）

A．5.4gB．3.6g

C．2.7gD．1.8g

选A　由6HCl＋2Al===2AlCl3＋3H2↑，2NaOH＋2Al＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成的H2也等量，消耗的HCl与NaOH不等量。

实际上HCl、NaOH同为0.3mol，且生成H2的量比为1∶2，所以HCl相对Al不足，NaOH相对Al过量。

生成H2的量为1∶2，参加反应的Al的量也为1∶2。

与0.3molHCl反应的Al为2.7g，则与NaOH溶液反应的Al为5.4g。

9．在一个用铝制的易拉罐内充满CO2气体，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封罐口。

经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。

（1）罐壁内凹而瘪的原因是__________________________________________________，

离子方程式可能为_________________________________________________________；

（2）罐再鼓起的原因是_____________________________________________________，

离子方程式可能为________________________________________________________。

在易拉罐内充入CO2后加入NaOH溶液，会发生反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，而使罐内气体压强减小，所以在外界大气的作用下而变瘪；

而后过量的NaOH溶液会与易拉罐的成分铝发生反应而生成H2，发生的反应是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以罐内压强会变大，所以易拉罐又会重新鼓起来。

（1）CO2被吸收而被外界大气压瘪

2OH－＋CO2===CO

＋H2O

（2）由于铝与碱反应生成H2，压强增大而重新鼓起

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

10．向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应，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）生成的H2在标准状况下的体积。

（1）Al的摩尔质量是27g·

mol－1，n（Al）＝

＝0.4mol。

（2）2Al　＋　2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

　2　　　　2

　0.4mol　n（NaOH）

，n（NaOH）＝0.4mol

c（NaOH）＝

＝0.8mol·

（3）2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

　2mol　　　　　　　　　　　　　3×

22.4L

　0.4mol　　　　　　　　　　　　　V（H2）

V（H2）＝

＝13.44L。

（1）0.4mol　

（2）0.4mol　0.8mol·

（3）13.44L

1．物质在发生化学反应时（　　）

A．它们的质量一定相等

B．它们的物质的量一定相等

C．它们的质量之比等于方程式中化学计量数之比

D．它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比

选D　化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。

2．将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2mol的电子发生转移，则参加反应的NaOH的物质的量为（　　）

A.

molB．1mol

C．2molD．

mol

选D　铝在参加反应时1molAl可失去3mol电子，因此有2mol电子转移时需Al的物质的量为

mol，根据2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑

2mol　　　2mol

mol　　　n（NaOH）

得n（NaOH）＝

mol。

3．若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，一定能大量共存的是（　　）

A．NH

、SO

、CO

、K＋

B．Na＋、Ba2＋、Ca2＋、HCO

C．Mg2＋、SO

、K＋、Cl－

D．K＋、Cl－、Na＋、SO

选D　加入铝粉能放出氢气的溶液中可能含H＋，也可能含OH－。

分别加入各组离子，一定能大量共存，是指各组离子应与H＋共存且能和OH－共存。

A项中，NH

与OH－生成NH3·

H2O，CO

与H＋生成H2CO3，该组离子不共存；

B项中，HCO

与H＋、OH－都能发生反应；

C项中，Mg2＋与OH－不能共存；

D项中，各离子与H＋和OH－都不发生反应，符合要求。

4．用除去表面氧化膜的铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（　　）

A．O2和H2的混合气体　B．1.12LH2

C．大于1.12LH2D．小于1.12LH2

选C　首先钠与水反应生成NaOH和H2，铝再与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，收集到的气体为两者产生的氢气之和，0.1mol钠与水反应产生标准状况下气体1.12L，此时加上铝与NaOH溶液反应放出的H2比钠单独产生的H2多。

5．在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6L，该NaOH溶液的浓度为（　　）

A．1.0mol·

L－1B．2.0mol·

C．1.5mol·

L－1D．3.0mol·

选B　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

2mol67.2L

n（NaOH）33.6L

n（NaOH）＝

＝1mol，

＝2mol·

6．将5.4g铝分别放入100mL2mol·

L－1硫酸（甲）和100mL2mol·

L－1氢氧化钠溶液（乙）中，相同条件下生成的气体的体积（　　）

A．甲多　　　　　　　B．乙多

C．一样多D．无法判断

选B　反应的化学方程式为2Al＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，5.4g铝、100mL2mol·

L－1硫酸、100mL2mol·

L－1氢氧化钠的物质的量都为0.2mol，根据化学方程式可知硫酸不足，反应产生的氢气比较少，答案选B。

7．一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生3.36L（标准状况下）气体；

用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生5.6L的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为（　　）

A．1∶1B．2∶5

C．3∶2D．3∶5

选A　将铝铁合金溶于NaOH溶液中时，只有铝参与反应，而铁不反应，此时生成的3.36L（即0.15mol）氢气是由反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑生成的，故合金中n（Al）＝0.15mol×

＝0.1mol；

当同样质量的合金与盐酸反应时，铝参与反应生成的H2为0.15mol，则由Fe置换出的n（H2）＝0.25mol－0.15mol＝0.1mol，即合金中含Fe的物质的量也为0.1mol。

8．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。

然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡

B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；

铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉

C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡

D．右边球上出现红色，左边溶液的c（OH－）增大

选B　左边中的Al球与NaOH溶液反应：

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，有一部分铝溶解，并产生气体，生成NaAlO2；

右边Fe球浸在CuSO4溶液中发生反应：

Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，铁球表面有红色物质析出，铁球质量增加，Cu2＋减少，溶液蓝色变浅，左边消耗OH－，使c（OH－）减小。

9．一块表面已被氧化为氧化钠的钠块17.0g，投入到50g水中，最多能产生0.20g气体，填写下列空格。

（1）写出涉及的化学方程式_________________________________________________，

________________________________________________________________________。

（2）钠块中钠的质量是________。

（3）钠块中氧化钠的质量是________。

（4）原来钠块中被氧化的钠的质量是________。

（5）设所得溶液的体积为50