2018-2019化學(xué)新設(shè)計必修一人教全國通用版講義第3章第一節(jié)　金屬的化學(xué)性質(zhì)第2課時

第2課時鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)建構(gòu)氫氧化鈉溶液的反應(yīng)。2．掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用。[知識梳理]一、鋁與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的反應(yīng)鋁與鹽酸反應(yīng)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)實驗操作實驗現(xiàn)象鋁片逐漸溶解，有無色氣泡冒出，將點燃的木條放在試管口有爆鳴聲化學(xué)方程式2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑2Al＋2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H2↑離子方程式2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑結(jié)論鋁既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，都產(chǎn)生氫氣【自主思考】1．鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時間存放顯酸性、堿性的食物，你知道為什么呢？提示酸、堿能侵蝕鋁的保護(hù)膜，鋁能與酸或堿反應(yīng)，如果用鋁鍋長期存放酸性或堿性食物，會造成鋁鍋腐蝕，更不利于健康。二、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用1．物質(zhì)的量與各物理量之間的關(guān)系(1)圖示關(guān)系：(2)計算公式：①已知物質(zhì)的質(zhì)量：n(B)＝eq\f(m（B）,M（B）)；②已知標(biāo)準(zhǔn)狀況時的氣體體積：n(B)＝eq\f(V[B（g）],Vm)；③已知物質(zhì)的粒子數(shù)：n(B)＝eq\f(N（B）,NA)；④已知溶液中的物質(zhì)的量濃度：n(B)＝c(B)·V[B(aq)]。2．物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用化學(xué)方程式2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑化學(xué)計量數(shù)之比2∶2∶2∶1擴(kuò)大NA倍之后2NA∶2NA∶2NA∶NA物質(zhì)的量之比2mol∶2mol∶2mol∶1mol結(jié)論化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比＝各物質(zhì)的粒子數(shù)之比＝各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比【自主思考】2．“化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量是守恒的，那么物質(zhì)的量也肯定守恒?！边@種說法對嗎？提示不對?；瘜W(xué)方程式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比＝各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，所以，化學(xué)反應(yīng)后物質(zhì)的量可能增加，可能減少，也可能不變。[效果自測]1．判斷下列說法是否正確(正確的劃“√”，錯誤的劃“×”)。(1)鐵粉作食品袋內(nèi)的脫氧劑，鐵粉起還原作用。()(2)納米鐵粉可以高效地去除被污染水體中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金屬離子，其本質(zhì)是納米鐵粉對重金屬離子較強(qiáng)的物理吸附。()(3)用膽礬煉銅涉及化學(xué)變化。()(4)中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹。()(5)氣體通過無水CuSO4，粉末變藍(lán)，證明原氣體中含有水蒸氣。()(6)用氫氧化鈉溶液除去鎂粉中的雜質(zhì)鋁：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。()(7)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，發(fā)現(xiàn)熔化后的液態(tài)鋁滴落下來，所以金屬鋁的熔點較低。()解析(2)納米鐵粉可以去除重金屬離子是因為鐵與重金屬離子發(fā)生了置換反應(yīng)。(7)即使打磨過的鋁箔表面也有一層致密的氧化鋁保護(hù)膜，氧化鋁熔點高，包裹在鋁的表面，使熔化了的液態(tài)鋁不能滴落。答案(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√(6)√(7)×2．對于鋁和燒堿溶液的反應(yīng)，下列說法錯誤的是()A．鋁是還原劑B．該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)C．該反應(yīng)說明所有金屬都能與堿反應(yīng)D．H2為還原產(chǎn)物解析鋁與燒堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，分析元素化合價變化可知反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，鋁是還原劑，H2為還原產(chǎn)物，A、B、D正確。鋁能與燒堿溶液反應(yīng)，并不能說明所有金屬都能與堿反應(yīng)，如鎂、鐵、銅等均不與堿溶液反應(yīng)。答案C3．物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時()A．它們的質(zhì)量一定相等B．它們的物質(zhì)的量一定相等C．它們的質(zhì)量比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比D．它們的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比解析發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比。答案D4．等量鎂鋁合金粉末分別與下列四種過量物質(zhì)充分反應(yīng)，放出氫氣最多的是()A．NaOH溶液 B．稀H2SO4C．蔗糖溶液 D．NaCl溶液解析鎂、鋁均反應(yīng)生成氫氣時，產(chǎn)生的氫氣最多。A項，NaOH溶液只能與鋁反應(yīng)；B項，稀H2SO4能與鎂、鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；C、D項，蔗糖溶液、NaCl溶液與鎂、鋁都不反應(yīng)。答案B5．金屬鈉1.15g與水反應(yīng)，得到100mL溶液，試計算：(1)生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況為________L。(2)反應(yīng)后所得溶液的物質(zhì)的量濃度為________(若溶液體積變化忽略不計)。解析n(Na)＝eq\f(1.15g,23g·mol－1)＝0.05mol設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成氣體體積為V，生成NaOH的物質(zhì)的量為n(NaOH)。2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2mol2mol22.4L0．05moln(NaOH)V(1)V＝eq\f(0.05mol×22.4L,2mol)＝0.56L。(2)c(NaOH)＝eq\f(0.05mol,0.1L)＝0.5mol·L－1。答案(1)0.56(2)0.5mol·L－1探究一、鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應(yīng)【探究討論】1．等量的鋁分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量有什么關(guān)系？提示等量鋁與足量鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)，消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。2．等量的鋁分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，生成H2的量有什么關(guān)系？提示二者產(chǎn)生氫氣體積比為1∶1。3．足量的鋁與等物質(zhì)的量濃度、等體積的鹽酸和NaOH反應(yīng)，生成H2的量又有什么關(guān)系？提示足量鋁與等物質(zhì)的量鹽酸和NaOH反應(yīng)，產(chǎn)生H2體積比為1∶3。【點撥提升】1．鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實質(zhì)鋁先與強(qiáng)堿溶液中的水反應(yīng)生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再與NaOH反應(yīng)生成H2O和NaAlO2，反應(yīng)中鋁作還原劑，水作氧化劑，NaOH無電子得失。用雙線橋法和單線橋法分別表示為2．鋁與鹽酸或氫氧化鈉溶液反應(yīng)中四種“量”的關(guān)系(1)等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，消耗鹽酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比為3∶1。(2)等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的體積比為1∶1。(3)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量濃度、等體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。(4)特殊情況分析：若產(chǎn)生的氫氣的體積比：eq\f(1,3)＜eq\f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）)＜1，則必定是鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而鹽酸不足；鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，鋁不足而氫氧化鈉過量。【典題例證1】取兩份鋁片，第一份與足量鹽酸反應(yīng)，第二份與足量燒堿溶液反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下均產(chǎn)生5.6L氣體，則兩份鋁片的質(zhì)量之比為()A．一定為1∶1 B．可能為2∶3C．一定為3∶2 D．可能為1∶6解析酸、堿均足量，則Al完全反應(yīng)，且生成氫氣的量相同，則H得到的電子數(shù)相同，可知Al失去的電子數(shù)也相同，即參加反應(yīng)的Al的量相同，兩份鋁片的質(zhì)量之比為1∶1，A項正確。答案A【學(xué)以致用1】用鋁箔包裹0.1mol金屬鈉，用針扎若干個小孔，放入水中，完全反應(yīng)后，放出的氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為()A．無法確定 B．1.12LC．大于1.12L D．小于1.12L解析首先發(fā)生的反應(yīng)是2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.1molNa與水反應(yīng)產(chǎn)生的H2的體積為1.12L，然后發(fā)生的反應(yīng)是2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，此反應(yīng)又能產(chǎn)生部分H2，故最后放出的H2的體積大于1.12L。答案C探究二、物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計算【探究討論】根據(jù)化學(xué)方程式計算，各物質(zhì)對應(yīng)的各物理量的單位左右、上下都必須相同嗎？提示不一定，由于同一物質(zhì)的質(zhì)量與其物質(zhì)的量成正比關(guān)系，同種狀況下，氣體體積與物質(zhì)的量成正比關(guān)系，因此根據(jù)化學(xué)方程式計算時，各物質(zhì)對應(yīng)的各物理量的單位上、下都必須一致，左、右相互對應(yīng)(成比例)即可?！军c撥提升】1．化學(xué)計算的基本步驟寫——寫出相關(guān)的化學(xué)方程式標(biāo)——在方程式中有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式下面標(biāo)出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)有關(guān)物理量的關(guān)系，并代入已知量和未知量列——列出比例式解——根據(jù)比例式求解答——簡明地寫出答案2．物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)計算的基本方法(1)把已知物的物理量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量；(2)根據(jù)化學(xué)方程式或關(guān)系式，根據(jù)已知物的物質(zhì)的量求出未知物的物質(zhì)的量；(3)把未知物的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化為未知物的所求物理量。3．有關(guān)物質(zhì)的量的計算中的“三個規(guī)范”(1)書寫規(guī)范：各種符號的書寫要規(guī)范，大寫字母與小寫字母的意義各不相同。如“M”表示摩爾質(zhì)量，而“m”表示質(zhì)量，“N”表示微粒數(shù)，而“n”表示物質(zhì)的量。(2)符號規(guī)范：①設(shè)未知數(shù)直接用各物理量的符號表示，且要注明物質(zhì)(或粒子)的符號。如設(shè)參加反應(yīng)HCl溶液的體積為V[HCl(aq)]。②各物理量及單位、物質(zhì)的名稱、公式等盡量用符號表示。如已知NaOH溶液的體積和物質(zhì)的量濃度，求NaOH溶液的質(zhì)量時就寫成：m(NaOH)＝c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。(3)單位規(guī)范：把已知量代入計算式中計算時都要帶單位且單位要統(tǒng)一?！镜漕}例證2】將2.3g鈉投入到97.8g水中，反應(yīng)完畢后，得到100mL溶液，求：(1)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________。(2)所得氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(3)所得氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為________。(4)在K2Cr2O7＋14HCl(濃)=2KCl＋3Cl2↑＋7H2O＋2CrCl3的反應(yīng)中，有0.3mol電子轉(zhuǎn)移時生成Cl2的體積為________(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，被氧化的HCl的物質(zhì)的量為________。解析(1)2.3gNa的物質(zhì)的量為：eq\f(2.3g,23g/mol)＝0.1mol，則2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2mol22.4L0．1molV(H2)生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為：V(H2)＝eq\f(22.4L×0.1mol,2mol)＝1.12L。(2)0.1molNa完全反應(yīng)生成0.1molNaOH，氫氧化鈉的質(zhì)量為：40g/mol×0.1mol＝4g，所得溶液質(zhì)量為：2.3g＋97.8g－2g/mol×0.05mol＝100g，則所得溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：eq\f(4g,100g)×100%＝4%。(3)所得氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為：eq\f(0.1mol,0.1L)＝1mol/L。(4)反應(yīng)中Cl元素化合價由－1價升高到0價，若轉(zhuǎn)移了0.3mol的電子，則生成氯氣的物質(zhì)的量為：eq\f(0.3mol,2)＝0.15mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為：0.15mol×22.4L/mol＝3.36L；反應(yīng)中HCl被氧化，生成氯氣，被氧化的HCl的物質(zhì)的量為：0.15mol×2＝0.3mol。答案(1)1.12L(2)4%(3)1mol/L(4)3.36L0.3mol【學(xué)以致用2】把足量的鐵粉投入到硫酸和硫酸銅的混合溶液中，充分反應(yīng)后，剩余金屬粉末的質(zhì)量與原加入鐵粉的質(zhì)量相等，則原溶液中H＋與SOeq\o\al(2－,4)的物質(zhì)的量濃度之比為()A．1∶4 B．2∶7C．1∶2 D．3∶8解析設(shè)原溶液中H2SO4和CuSO4的物質(zhì)的量分別為x、y。Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑Δm(固體質(zhì)量減少)56g1mol56gx56xFe＋CuSO4=FeSO4＋CuΔm(固體質(zhì)量增加)56g1mol64g8gy8y因為固體在反應(yīng)前后質(zhì)量相等，所以Δm(減)＝Δm(增)56x＝8y，eq\f(n（H2SO4）,n（CuSO4）)＝eq\f(x,y)＝eq\f(8,56)＝eq\f(1,7)，則eq\f(c（H＋）,c（SOeq\o\al(2－,4)）)＝eq\f(1×2,1＋7)＝eq\f(1,4)。答案A【學(xué)以致用3】把1.1g鐵、鋁混合物溶于200mL5mol·L－1鹽酸中，反應(yīng)后鹽酸的濃度變?yōu)?.6mol·L－1(溶液體積變化忽略不計)。求：(1)反應(yīng)中消耗HCl的物質(zhì)的量。(2)該混合物中鋁、鐵的物質(zhì)的量。解析(1)消耗HCl的物質(zhì)的量：0.2L×5mol·L－1－0.2L×4.6mol·L－1＝0.08mol。(2)設(shè)Al、Fe的物質(zhì)的量分別為x、y。2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑26x3xFe＋2HCl=FeCl2＋H2↑12y2yeq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(27g·mol－1×x＋56g·mol－1×y＝1.1g,3x＋2y＝0.08mol))解得：x＝0.02mol，y＝0.01mol。答案(1)0.08mol(2)Al：0.02mol；Fe：0.01mol1．除去鎂粉中的少量鋁粉，可選用()A．硫酸 B．氨水C．鹽酸 D．氫氧化鈉溶液解析鎂、鋁都與硫酸、鹽酸反應(yīng)，都不與氨水反應(yīng)；鋁與NaOH溶液反應(yīng)，而鎂不反應(yīng)。答案D2．下列有關(guān)廚房鋁制品的使用中，你認(rèn)為合理的是()A．盛放食醋B．燒煮開水C．用金屬絲擦洗表面的污垢D．用堿水洗滌解析食醋中含有的醋酸呈酸性，能與鋁發(fā)生反應(yīng)而腐蝕；C中用金屬絲擦洗時會破壞鋁表面覆蓋的氧化鋁層，使鋁裸露在外繼續(xù)被腐蝕；而用堿水洗滌也同樣不行，因為鋁能跟堿反應(yīng)而被腐蝕。答案B3．將鋁投入到一定量的NaOH溶液中，充分反應(yīng)后，有2mol的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則參加反應(yīng)的鋁的物質(zhì)的量為()A.eq\f(1,3)mol B．1molC．2mol D.eq\f(2,3)mol解析鋁在參加反應(yīng)時1molAl可失去3mol電子，因此有2mol電子轉(zhuǎn)移時需Al的物質(zhì)的量為eq\f(2,3)mol。答案D4．有一鎂鋁合金，根據(jù)某同學(xué)的操作，回答下列問題：(1)將合金與過量NaOH溶液反應(yīng)，所得溶液中不存在的離子是________。A．Na＋ B．Mg2＋C．OH－ D．AlOeq\o\al(－,2)(2)將合金溶于過量的鹽酸中，充分反應(yīng)后，溶液中新生成的離子是________。解析(1)將鎂鋁合金加入NaOH溶液中，只有Al發(fā)生反應(yīng)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，鎂不反應(yīng)，溶液中不存在Mg2＋。(2)將鎂鋁合金加入過量鹽酸中，Mg與鹽酸反應(yīng)Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑，Al與鹽酸反應(yīng)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，則溶液中新生成的離子為Mg2＋、Al3＋。答案(1)B(2)Mg2＋、Al3＋5．如圖是某學(xué)校實驗室從化學(xué)試劑商店買回來的氫氧化鈉試劑標(biāo)簽上的部分內(nèi)容。某同學(xué)從該試劑瓶中取出24.0g固體，配成1L溶液，請計算：(1)所得氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為________。(2)從所得氫氧化鈉溶液中取出200mL于一燒杯中，投入足量的金屬鋁，完全反應(yīng)后，產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________。解析n(NaOH)＝eq\f(m（NaOH）,M（NaOH）)＝eq\f(24.0g,40g·mol－1)＝0.6mol，c(NaOH)＝eq\f(n（NaOH）,V[NaOH（aq）])＝eq\f(0.6mol,1L)＝0.6mol·L－1。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol22.4L×30.6mol·L－1×0.2LVV＝eq\f(0.6mol·L－1×0.2L×22.4L×3,2mol)＝4.032L。答案(1)0.6mol·L－1(2)4.032L課時作業(yè)基礎(chǔ)鞏固1．有關(guān)Al與NaOH溶液反應(yīng)的說法中，正確的是()A．鋁是還原劑，其氧化產(chǎn)物是H2B．NaOH是氧化劑，其還原產(chǎn)物是H2C．鋁是還原劑，H2O和NaOH都是氧化劑D．H2O是氧化劑，Al被氧化解析Al與NaOH溶液的反應(yīng)過程如下：2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O。H2O中的氫元素由＋1價變?yōu)?價，H2O得電子，是氧化劑，H2是還原產(chǎn)物；Al元素的化合價由0價變?yōu)椋?價，化合價升高被氧化，Al是還原劑，NaAlO2是氧化產(chǎn)物。答案D2．室溫時，向四份各1L0.01mol·L－1的HCl溶液中分別加入0.02mol下表中的金屬，反應(yīng)完成后再加入0.01mol的另一種金屬，在全過程中，放出氣體最多的是()選項ABCD第一次加入AlNaZnMg第二次加入KMgAlCu解析A項中，首先Al與0.01molH＋反應(yīng)生成H20.01g，Al過量eq\f(0.05,3)mol，0.01molK再與水反應(yīng)生成H20.01g，KOH0.01mol。反應(yīng)2Al＋2KOH＋2H2O=2KAlO2＋3H2↑中，據(jù)0.01molKOH計算，又生成H20.03g，總共生成H20.05g。B項中，0.02molNa與水反應(yīng)生成H20.02g，Mg與NaOH溶液不反應(yīng)，故H2總質(zhì)量最多0.02g。C項中，只有Zn與酸反應(yīng)，生成H20.01g，Al與水不反應(yīng)。D項中，只有Mg與酸反應(yīng)，生成H20.01g，Cu與水不反應(yīng)。答案A3．等質(zhì)量的兩份鋁分別與適量的稀H2SO4和NaOH溶液完全反應(yīng)，若消耗兩溶液的體積相同，則稀H2SO4與NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度之比為()A．3∶2 B．2∶3C．2∶1 D．1∶2解析2Al～3H2SO42Al～2NaOH2322等量的Al消耗H2SO4和NaOH的物質(zhì)的量之比是3∶2。又因它們體積相同，則物質(zhì)的量濃度之比等于物質(zhì)的量之比。答案A4.鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時間(t)關(guān)系如下圖。反應(yīng)中鎂和鋁的()A．物質(zhì)的量之比為3∶2B．質(zhì)量之比為3∶2C．摩爾質(zhì)量之比為2∶3D．消耗硫酸的物質(zhì)的量之比為2∶3解析由圖像可知，兩個反應(yīng)生成的氫氣一樣多，說明兩種金屬提供的電子數(shù)目一樣多，則鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為3∶2，質(zhì)量之比為4∶3，故A項正確，B項錯誤。鎂、鋁的摩爾質(zhì)量之比為8∶9，C項錯誤。由于反應(yīng)生成的氫氣一樣多，則消耗硫酸的物質(zhì)的量之比為1∶1，D項錯誤。答案為A項。答案A5．在杠桿的兩端分別掛著質(zhì)量相同的鋁球和鐵球，此時杠桿平衡。然后將兩球分別浸沒在溶液質(zhì)量相等的稀燒堿溶液和硫酸銅溶液中一段時間，如圖所示。下列說法正確的是()A．鋁球表面有氣泡產(chǎn)生，且有白色沉淀生成，杠桿不平衡B．鋁球表面有氣泡產(chǎn)生，溶液澄清；鐵球表面有紅色物質(zhì)析出，溶液藍(lán)色變淺，杠桿右邊下沉C．反應(yīng)后去掉兩燒杯，杠桿仍平衡D．右邊球上出現(xiàn)紅色，左邊溶液的堿性增強(qiáng)解析左邊燒杯中，發(fā)生2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，右邊燒杯中發(fā)生Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，所以出現(xiàn)B項中的現(xiàn)象。答案B6．在500mLNaOH溶液中加入足量鋁粉，反應(yīng)完全后共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體33.6L，該NaOH溶液的濃度為()A．1mol·L－1 B．2mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．3mol·L－1解析2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol67.2Ln(NaOH)33.6Ln(NaOH)＝eq\f(2mol×33.6L,67.2L)＝1mol，c(NaOH)＝eq\f(1mol,0.5L)＝2mol·L－1。答案B7．鋁、鈉混合物投入足量的水中，充分反應(yīng)后，得到澄清溶液，并收集到4.48LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，若鈉的物質(zhì)的量為0.1mol，則鋁的物質(zhì)的量為()A．0.2mol B．0.1molC．0.05mol D．0.025mol解析0.1molNa產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為0.05mol，生成0.1molNaOH，而反應(yīng)共釋放H2為4.48L/22.4L·mol－1＝0.2mol，因此Al與NaOH反應(yīng)放出0.15molH2，2Al～3H223x0.15molx＝0.1mol。答案B8．等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為3∶4，則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)情況可能分別是()A．甲、乙中都是鋁過量B．甲中鋁過量，乙中堿過量C．甲中酸過量，乙中鋁過量D．甲、乙中都是鋁不足解析若Al與鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)消耗Al的質(zhì)量相同，則反應(yīng)放出H2的體積相等。實際放出H2的體積比為3∶4，證明鹽酸消耗Al少，而NaOH溶液消耗鋁多，由反應(yīng)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可知：由于鹽酸和NaOH的物質(zhì)的量相等，鋁與鹽酸反應(yīng)，鋁過量，鋁與NaOH溶液反應(yīng)，所以鋁不足。答案B9．向一個鋁制易拉罐中充滿CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用膠布嚴(yán)封罐口，不多會兒聽到罐內(nèi)“咔、咔”作響，發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過一會兒易拉罐又鼓起來。(1)易拉罐變癟的原因是________________________________________，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。(2)易拉罐又鼓起來的原因是_______________________________________，反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________。解析開始CO2溶于NaOH溶液，罐內(nèi)氣壓減小，外界氣壓將易拉罐壓癟。之后鋁制的易拉罐與NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2，罐內(nèi)壓強(qiáng)又增大，易拉罐又重新鼓起。答案(1)NaOH溶液吸收CO2，罐內(nèi)壓強(qiáng)減小，外界氣壓將易拉罐壓癟CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O(2)Al表面氧化膜溶解后，Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H22Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑10．某無色透明溶液能與金屬鋁反應(yīng)放出H2。試判斷下列離子：Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、OH－、NOeq\o\al(－,3)，哪些能大量存在于此溶液中？(1)當(dāng)生成Al3＋時，能大量存在的離子是________。(2)當(dāng)生成AlOeq\o\al(－,2)時，能大量存在的離子是________。解析無色溶液中一定不含Cu2＋。(1)當(dāng)生成Al3＋時，溶液中含有大量H＋，大量存在的陰離子只能是SOeq\o\al(2－,4)，則一定無SOeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、NOeq\o\al(－,3)、OH－、Ba2＋、Ag＋。(2)當(dāng)生成AlOeq\o\al(－,2)時，溶液中含有大量OH－，大量存在的陽離子只能是Ba2＋，則一定無Mg2＋、Ag＋、HCOeq\o\al(－,3)、H＋、SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)。答案(1)H＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)(2)OH－、Ba2＋、NOeq\o\al(－,3)能力提升11．鐵、鋁的混合物進(jìn)行如下實驗：(1)操作X的名稱是________。(2)氣體A是________。(3)A與Cl2混合光照可能發(fā)生爆炸，生成________(填化學(xué)式)，A在該反應(yīng)中作為________(填“氧化劑”或“還原劑”)。(4)溶液B中陰離子除OH－外還有________，溶液D中存在的金屬離子為________。解析(1)加入足量NaOH溶液，Al溶解，操作X為過濾。(2)Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，氣體A為H2。(3)H2與Cl2反應(yīng)生成HCl。(4)溶液B中陰離子有OH－、AlOeq\o\al(－,2)，溶液D中金屬離子為Fe2＋。答案(1)過濾(2)H2(或氫氣)(3)HCl還原劑(4)AlOeq\o\al(－,2)Fe2＋12．完成下面有關(guān)鈉、鎂、鋁的計算及判斷。(1)取wg鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比是________。(2)取0.1mol鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比是________。(3)若產(chǎn)生相同體積(同溫同壓)的氫氣，所需鈉、鎂、鋁三種金屬的物質(zhì)的量之比是_____________________________________________________；質(zhì)量之比是__________。(4)若將0.2mol鈉、鎂、鋁分別投入10mL1mol·L－1鹽酸中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氫氣體積的大小順序是______________________。解析(1)利用電子守恒，產(chǎn)生氫氣的體積之比即為金屬轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比：eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(w,23)×1))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(w,24)×2))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(w,27)×3))。(2)0.1mol鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，金屬轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量之比為(0.1mol×1)∶(0.1mol×2)∶(0.1mol×3)，所以相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比為1∶2∶3。(3)與前兩問恰好反過來，氫氣的體積相等，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，即金屬失去的電子數(shù)相等。(4)Mg、Al過量應(yīng)以HCl的量計算生成的氣體的體積(轉(zhuǎn)移電子為0.01mol)，Na也過量但過量的鈉可以與水反應(yīng)(共轉(zhuǎn)移電子0.2mol)。答案(1)eq\f(1,23)∶eq\f(1,12)∶eq\f(1,9)(2)1∶2∶3(3)1∶eq\f(1,2)∶eq\f(1,3)(或6∶3∶2)23∶12∶9(4)V(Na)>V(Al)＝V(Mg)13．某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置測定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對原子質(zhì)量。(1)A中試劑為________。(2)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________。(3)若實驗用鋁鎂合金的質(zhì)量為ag，測得反應(yīng)生成氫氣體積為bmL(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，B中剩余固體的質(zhì)量為cg，則鋁的相對原子質(zhì)量為________。(4)實驗過程中，若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將________(填“偏大”“偏小”或“不受影響”)。解析(1)鋁鎂合金中鋁和鎂都與強(qiáng)酸反應(yīng)，但鋁和NaOH溶液反應(yīng)而鎂和NaOH溶液不反應(yīng)，所以A中的試劑應(yīng)選擇NaOH溶