1、第二课时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学习目标1.了解铝与氢氧化钠溶液的反应及其应用。(重难点)2.掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。(重点)一、铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应铝与盐酸反应铝与氢氧化钠溶液反应实验操作实验现象铝片逐渐溶解，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2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2离子方程式2Al6H=2Al33H22Al2OH2H2O=2AlO3H2结论铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生H21如何除去镁粉中混有少量的铝粉？写出有关的化学方程式。【提示】将混合物加
2、入足量NaOH溶液中，充分反应后过滤，洗涤烘干即为纯镁粉。2NaOH2Al2H2O=2NaAlO23H2。二、物质的量在化学方程式计算中的应用化学方程式2Na2H2O=2NaOHH2化学计量数之比2221扩大NA倍之后2NA2NA2NANA物质的量之比2 mol2 mol2 mol1 mol质量之比4636802结论：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。2“化学反应前后质量是守恒的，那么物质的量也肯定守恒！”这种说法对吗？【提示】不对。化学方程式中各物质的物质的量之比各物质的化学计量数之比，所以，化学反应后物质的量可能增加，可能减少，也可能不变。1判断(1)等质量
3、的Al与足量的盐酸、NaOH溶液充分反应，生成的H2的物质的量相同。()(2)同浓度同体积的盐酸、NaOH溶液与足量Al充分反应，生成的H2的物质的量相同。()(3)化学方程式4NaO2=2Na2O可表示4 mol钠原子和1 mol氧气分子生成2 mol氧化钠。 ()(4)根据离子方程式Mg2H=Mg2H2可知1 g镁与足量氢离子反应可生成1 mol氢气。 ()(5)化学反应前后质量和物质的量均守恒。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)2对于铝和烧碱溶液的反应，下列说法不正确的是()A铝是还原剂B该反应是氧化还原反应C该反应说明所有金属都能与碱反应DH2为还原产物【解析】铝与烧碱溶液反应
4、的化学方程式为：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，分析元素化合价变化可知反应为氧化还原反应，铝是还原剂，H2为还原产物，A、B、D正确。铝能与烧碱溶液反应，并不能说明所有金属都能与碱反应，如镁、铁、铜等均不与碱溶液反应。【答案】C3将5.4 g Al投入足量的NaOH溶液中，计算生成H2的体积(标况)和消耗NaOH的物质的量。(写出解题步骤)【解】n(Al)0.2 mol解之：n(NaOH)0.2 mol，n(H2)0.3 mol，V(H2)0.3 mol22.4 L/mol6.72 L。【答案】生成H2 6.72 L，消耗NaOH 0.2 mol。学生分组探究一物质的量应用于化
5、学方程式的计算的步骤和类型第1步 探究问题引入，自主探究把6.5 g Zn放入足量盐酸中，锌完全反应，请计算：(1)6.5 g Zn的物质的量。(2)参加反应的HCl的物质的量。(3)生成H2的物质的量和体积(标准状况)。【提示】(1)n(Zn)0.1 mol第2步 阐述要点归纳，深化知识化学计算的基本步骤常用计量之间换算关系第3步 例证典例印证，思维深化向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，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。【解析】(1)Al的摩尔质量是27 gmol1，n
6、(Al)0.4 mol。(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 2 0.4 mol n(NaOH)则，n(NaOH)0.4 molc(NaOH)0.8 molL1。(3)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol 322.4 L 0.4 mol V(H2)V(H2)13.44 L。【答案】(1)0.4 mol(2)0.4 mol0.8 molL1(3)13.44 L第4步 运用精选习题，落实强化1标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气，下列比例式正确的是()AZn2HCl=ZnCl2H2 1 mol 1 mol 3.25 g x LBZn2H
7、Cl=ZnCl2H2 65 g 122.4 L 3.25 g x LCZn2HCl=ZnCl2H2 2 mol 2 g 0.05 mol x LDZn2HCl=ZnCl2H2 65 g 1 mol 3.25 g x L【解析】A项，上下单位不同，左右不成比例；C项，上下单位不同，左右不成比例；D项，上下单位不同，左右不成比例。【答案】B2实验室利用反应2KClO32KCl3O2制取氧气，今24.5 g KClO3参加反应，则得到标准状况下的氧气的体积是 ()A2.24 LB4.48 LC44.8 LD6.72 L【解析】n(KClO3)0.2 moln(O2)3 mol0.3 molV(O2)
8、0.3 mol22.4 L/mol6.72 L【答案】D32.3 g钠与足量水发生反应，得到100 mL溶液，则所得溶液的物质的量浓度是多少？(写出解题步骤)【解析】n(Na)0.1 mol，n(NaOH)0.1 molc(NaOH)1 mol/L【答案】所得溶液的物质的量浓度为1 mol/L。物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比，而非质量之比。(2)各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的含义各不相同。如“M”表示摩尔质量，而“m”表示质量；“N”表示微粒数，而“n”表示物质的量。(3)当已知物理量与被求物理量不一致时，计
9、算时题目的数据必须带单位，以体现“上下一致，左右相当”的原则。学生分组探究二铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应的比较第1步 探究问题引入，自主探究1等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量有什么关系？【提示】等量的铝与足量的盐酸、NaOH溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为31。2等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，生成H2的量有什么关系？【提示】二者产生氢气体积比为11。3足量的铝与等物质的量浓度、等体积的盐酸和NaOH反应，生成H2的量又有什么关系？【提示】足量的铝与等物质的量的盐酸和NaOH反应，产生H2体积比为13。第2步 阐述要点归纳，深
10、化知识分析依据：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO2 3H21等量的Al分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应产生H2的量相等，此时消耗盐酸与NaOH的物质的量之比为31。2足量的铝与等物质的量的盐酸和NaOH反应，产生H2的量之比为13，此时消耗Al的量之比也为13。3一定量的Al分别和一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若1，必定存在反应时Al在盐酸中过量而在NaOH溶液中不足的事实。第3步 例证典例印证，思维深化等体积、等物质的量浓度的硫酸、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56(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中的反应情况可
11、能是()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【解析】(1)2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H22Al2NaOH2H2O=2Na2AlO23H2，若H2SO4、NaOH均过量，V(H2)由n(Al)决定，V(甲)V(乙)11；若H2SO4和NaOH不足，生成V(H2)的量由H2SO4和NaOH的量决定，V(甲)V(乙)23。而事实上V(甲)V(乙)56。故甲中H2SO4不足，乙中铝不足。【答案】B第4步 运用精选习题，落实强化1用等质量的金属钠进行下列实验，产生氢气最多的是()A将钠放入足量的稀盐酸中B将钠放入足量的稀硫酸中C将钠放
12、入足量的氯化钠溶液中D将钠用铝箔包好，并刺一些小孔，放入足量的水中【解析】Na与H2O或酸反应氢气量由钠量决定，氢气体积相等；用铝箔包好钠反应时，生成NaOH能与Al反应生成氢气，故D项正确。【答案】D2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等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为()A31B21C11D13【解析】由反应方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，可知生成相同体积氢气时，消耗HCl、NaOH物质的量之比为31。【答案】A3(2015鹤岗高一检测)甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL
13、 4.0 molL1的盐酸和100 mL 4.0 molL1 NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为 ()A11 B23C32 D31【解析】铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别是2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，而今，n(HCl)0.4 mol，n(NaOH)0.4 mol，n(Al)0.2 mol，因此，甲烧杯中盐酸不足铝过量，乙烧杯中铝不足氢氧化钠过量，甲烧杯中产生氢气0.2 mol，乙烧杯中产生氢气0.3 mol，故选B。【答案】B过量计算的一般思路先计算两反应的物质的量根据化学方程式化学计
14、量数确定谁过量根据不足量进行有关计算1有关化学方程式的计算的三个等式关系各物质的化学计量数之比各物质的物质的量之比各粒子的粒子数之比相同条件下的气体的体积之比。2化学方程式的一般计算步骤写标列解答3Al与强酸、强碱反应的离子方程式及数量关系 技巧方法关系式进行有关计算的方法1含义：当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”。2关系式的确定根据化学方程式确定关系式：写出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。如把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清的石灰水中，求生成沉淀的量。发生反应的化学方程式：3COFe2O32Fe3CO2，CO2
15、Ca(OH)2=CaCO3H2O，则关系式为3CO3CO23CaCO3，即COCaCO3。根据原子守恒确定关系式。上述中也可直接根据碳原子守恒得出COCaCO3。(2015佛山质检)现有含NH3 3.4 mgL1的废水150 m3(密度为1 gcm3)，可采用如下方法进行处理：将甲醇加入含氨的废水中，在一种微生物作用下发生反应2O2NH3=NOHH2O、6NO6H5CH3OH=3N25CO213H2O。若用此方法处理，假设每步的转化率为100%。(1)理论上需要甲醇的质量为_g。(2)理论上生成N2的体积(标况下)为_L。【解析】根据题中化学方程式，可得关系式6NH35CH3OH3N2653n(NH3)30 mol故n(CH3OH)30 mol25 mol。n(N2)30 mol15 mol，m(CH3OH)25 mol32 g/mol800 g，V(N2)15 mol22.4 L/mol336 L。【答案】(1)800(2)336体验训练工业制备硫酸的反应是：4FeS211O2=2Fe2O38SO2,2SO2O2=2SO3，SO3H2O=H2SO4，则12 kg FeS2理论上可生成_ kg H2SO4。【解析】由反应得关系式：则m(H2SO4)19.6 kg。【答案】19.6