三.1.2 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

第一节 金属的化学性质第二课时 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

教学过程在已学的金属中，哪些金属能与水发生反应？

K . Ca . Na . Mg . Al . Zn . Fe . Sn . Pb . H . Cu . Hg . Ag . Pt . Au

思考Al 能否与水反应？

实验探究[实验1]在常温条件下，取几片铝片投入盛 有约 5mL 水的试管中，观察实验的现象；

[实验2]取几片铝片投入盛有约 5mL 盐酸溶的 试管中，观察实验的现象。[实验3]取几片铝片投入盛有约 5mL 氢氧化钠 溶液的试管中，观察实验的现象；

结 论：1、常温条件下，铝和水难以反应； 2、常温下，铝能与盐酸溶液发生反应生成氢气， 该反应为放热反应。0 +1 +3 0

2Al + 6HCl

2AlCl3 + 3H2 ↑

3、常温下，铝能与氢氧化钠溶液发生反应生成氢气， 该反应为放热反应。 2 Al + 2 NaOH +2 H2O 2 NaAlO2 +3H2↑偏铝酸钠

一、铝与氢氧化钠溶液的反应:反应历程：0 +1 +3

(特 性)0

2Al+6H2 O

2Al(OH)3+3H2 ↑偏铝酸钠+3

① ②

Al(OH)3 +NaOH ①+②×2可得：0 +1

NaAlO2+2H2O

0

2Al+6H2O+2NaOH

2NaAlO2+4H2O+3H2↑

请仔细分析以上反应是属于哪种反应类型？ 试判断方程式中各物质充当的角色？

【实验3-4】将铝条表面的氧化膜除去之后，分别投入到稀盐酸、NaOH溶液中，观察现象。

2Al + 6 HCl=2AlCl3+ 3H2↑2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑

合作探究： 物质的量与哪些物理量建立了联系？体 积 (V)÷22.4L/mol ×22.4L/mol

÷ M

质 量 (m)

M ×

物质的量 (n)÷ V(aq) × V(aq)

× NA

NA ÷

微粒个数 (N)

浓 度 (c) 结论：物质的量是联系各物理量的纽带，是中心环节.

2Al + 2NaOH + 2H2O 化学计量数： 2 2 2×NA 2 2×NA

2NaAlO2 + 3H2↑ 2 2×NA 3 3×NA

扩大 NA : 2×NA 物质的量: 2 mo1

2 mo1

2 mo1

2 mo1

3 mo1

结

论： 化学方程式中各物质的化学计量之比等于各物质 的粒子数之比，因而也等于各物质的物质的量之比。

二、物质的量在化学方程式计算中的应用例：把2.7克铝放入足量氢氧化钠溶液中，铝完全反应，计算： (2)参加反应的 NaOH 的物质的量； (1)2.7克铝的物质的量； (3)生成氢气的体积(标准状况)。 解： (1) Al的摩尔质量是27g/mol.n(Al)=m(Al) M(Al) 2.7g = =0.1mol 27g/mol

( 2 ) 2Al + 2NaOH + 2H2O 2mol 2mol 0.1mol n(NaOH)2mol 2mol = 0.1mol n(NaOH)

2NaAlO2 + 3H2↑

0.1mol×2mol =0.1mol n(NaOH)=2mol

( 3 ) 2Al + 2NaOH + 2H2O 2mol 0.1mol 2mol = 67.2L 0.1mol V(H2)

2NaAlO2 + 3H2↑3mol×22.4L/mol =67.2 L

V(H2)

V(H2)=

0.1mol×67.2L =33.6L 2mol

答： (1)2.7g Al 的物质的量是0.1mol; (2)有0.1mol NaOH参加了反应；

(3)生成H2的体积在标准状态下是33.6L.

练习： 5.4g Al 与足量的 NaOH 溶液反应，求 生成的气体在标况下的体积？若是足量 的

盐酸呢？

解：2Al + 2NaOH + 2H2O54g 5.4g

2NaAlO2 +

3H2

3mol×22.4L/mo1 =67.2L

54g 5.4g V(H2)54g

67.2L V(H2)6.72L

V(H2)

2Al + 6HCl5.4g54g 5.4g V(H2) 67.2L V(H2) 6.72L

2AlCl3 + 3H267.2L V(H2)

答：生成的氢气在标况下的体积都是 6.72L。

小 结：这节课你学到了什么？(收获与体会)

定性: Al与NaOH溶液的反应 (特性) 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2↑ 定量：物质的量在化学方程式计算中的应用

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。

作业：课内: P45 5、6

课外: 1.科学视野—金属钛(了解钛的性质、 用途、发 展前景) 2.写一篇关于金属的小论文(金属的性质、 用途、改良等方面)

动动脑？向一金属铝的易拉罐内充满 CO2,然后向罐内注入足量

NaOH 溶液,立即用胶布严封罐口，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,解释上述变化的实验现象： (1)罐壁内凹而瘪的原因： 反应方程式： (2)罐壁重新鼓起的原因： 反应方程式：解答： (1)是因为CO2与NaOH反应生成Na2CO3,使得罐内气压小于 外界大气压；CO2+2NaOH 2NaCO3+H2O

(2)是因为过量的NaOH与铝罐反应生成H2,使罐内气压等于 或大于外界大气压； 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2

请同学们参考例题 (以Al为已知量,与足量的氢氧 化钠溶液反应，以H2为未知量)自己动手设计测试题, 并分析反应过程中电子转移情况。 2Al+ 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2↑