当前位置：首页 > 南宫中学2015-2016学年高一化学人教必修1学案：第三章第1节金属的化学性质第2课时金属与酸、碱和水的反应
第
2课时 金属与酸、碱和水的反应
1.掌握钠、铁等金属与水、酸的反应。 2.掌握金属铝与碱的反应。
一、金属与酸、水的反应
1.位于金属活动性顺序表①氢前面的金属单质能与盐酸、稀硫酸等发生②置换(填基本反
+2+
应类型)反应,写出镁与盐酸反应的离子方程式:③Mg+2HH2↑+Mg。
2.钠与水反应时,从试剂瓶中取出钠所用仪器的名称是④镊子,将一小块钠放入盛有水的小烧杯中(水中加有2滴酚酞),观察到的现象有:钠⑤浮在水面(填钠所处位置)与水反应,钠熔化成⑥小球并在水面上四处移动;溶液变成⑦红色,发生反应的化学方程式为⑧2Na+2H2O2NaOH+H2↑。由此实验可知,当金属钠起火燃烧时,⑨不能(填“能”或“不能”)用水扑灭,必须用⑩干燥的沙土扑灭。
3.由金属活动性顺序表知,钠、钾、钙中活泼性最弱的是钠,由此可以判断,钾、钙能(填“能”或“不能”)与水反应,试写出其中一个反应的化学方程式:2K+2H2O2KOH+H2↑[或Ca+2H2OCa(OH)2+H2↑](若不能反应此空不填)。已知铝能与水蒸气在加热时发生置换反应,写出该反应的化学方程式:2Al+3H2O(g)
Al2O3+3H2。
Fe3O4+4H2,此反应中还原产物是H2。
固体
有蓝酸性、钠、
4.铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)
二、铝与氢氧化钠溶液的反应
1.将两小块铝片分别置于盛有盐酸、NaOH溶液的A、B两支试管中,产生的现象是溶解且有气泡产生,一段时间后,将两根点燃的木条分别放在两试管口,观察到的现象是色火焰产生,B中反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。
2.酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的保护膜,因此铝质餐具不宜用来蒸煮或长时间存放碱性或咸的食物。
3.将一小块铝片与一小粒钠同时放入盛有水的小烧杯中,能发生氧化反应的物质有铝,若反应后固体全部消失,则溶液中的溶质一定有NaAlO2,可能有NaOH。
1.能证明钠的密度比水的密度小的实验现象是什么? 【答案】钠浮在水面上。
2.能证明钠与水反应后溶液呈碱性的实验现象是什么? 【答案】反应后滴有酚酞的溶液变红色。
3.切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中实验,这是为什么?
【答案】因金属钠贮存在煤油里,切下的钠表面吸附有煤油,需用滤纸擦净,这样可以防止钠块与水反应放热而造成煤油燃烧。
4.课本中图3-8试管里棉花的作用是什么? 【答案】产生水蒸气。
探究1:钠在水溶液中的反应
1.某同学在做金属Na与CuSO4溶液反应的实验中,观察到有蓝色的Cu(OH)2沉淀生成而没有红色的Cu单质生成。为什么钠比铜活泼却没有置换出铜呢?会不会是因为生成的Cu较少而被蓝色沉淀所覆盖呢?为了确定自己的猜想是否正确,他设计了如下的方案:
(1)向所得沉淀中加入足量的 (填试剂名称)后,若 ,说明沉淀中 (填“有”或“没有”)单质铜。
(2)该同学在实验中意外地发现生成的蓝色沉淀中混有少量的黑色沉淀,而所使用的药品均没有问题。你认为该黑色沉淀是 。
(3)写出钠与CuSO4溶液反应的离子方程式: 。 【解析】由于铜不溶于盐酸及稀硫酸,故可根据固体能否全部溶解于盐酸(或稀硫酸)来确定有没有生成铜。由于实验中涉及的反应物只有CuSO4、钠、水,再结合有关物质的颜色可知黑色物质只能是CuO。
【答案】(1)盐酸(或稀硫酸);沉淀不能完全溶解;有[或(沉淀全部溶解;没有)] (2)CuO
2++
(3)2H2O+2Na+CuH2↑+2Na+Cu(OH)2↓
+
2.若忽略温度的变化,将一小块金属钠投入饱和NaOH溶液中,反应后,溶液中Na的浓度如何变化?
【答案】不变,因为析出氢氧化钠后溶液仍为原温度下的饱和溶液,故氢氧化钠的浓度不
+
变化,Na的浓度也不变化。
3.钠投入硫酸铜溶液中,溶液的质量如何变化? 【答案】Na与CuSO4溶液反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4,因此每有2 mol Na(即46 g)反应,就有1 mol H2(即2 g)放出和1 mol Cu(OH)2(即98 g)析出,故溶液的质量减轻。
4.钠与酸溶液反应时是先与水反应,还是先与酸反应?若钠过量,又是什么情况?
++
【答案】钠与酸溶液反应时,先与酸溶液中的H反应,钠过量时,将酸溶液中的H反应完后,再与水反应。
探究2:铝与碱反应
1.在铝质易拉罐中收集满CO2气体,然后往其中倒入10 mL浓NaOH溶液,并迅速用胶带将易拉罐口封住,能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了,可经过一段时间之后,又可以观察到的现象是 ;
试解释易拉罐变瘪的原因 ; 并解释后一现象的原因 ; 写出反应过程中两个反应的离子方程
式 、 。
【解析】CO2与NaOH溶液反应使气压降低,易拉罐变瘪;铝与NaOH溶液反应生成氢气,气压升高,易拉罐鼓起。
【答案】易拉罐鼓起;CO2与NaOH溶液反应使罐内气压降低;铝与NaOH溶液反应生成氢气,气压升高,易拉罐鼓起;CO2+2OH
-
C+H2O;2Al+2OH+2H2O
-
2Al+3H2↑
2.铝与热水反应吗?请举例说明。
【答案】不反应,可用铝壶烧水说明铝与热水不反应。 3.为什么不能用强碱液洗涤铝盆? 【答案】铝可与强碱反应。
1.钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是( )。 ．．
A.钠的熔点低 B.钠的密度小 C.钠的硬度小 D.钠有强还原性
【解析】钠与水反应的实验现象之一是“钠熔成小球”,这是钠的熔点低导致的;密度小导致钠可以“浮在水面”上;钠的强还原性是钠与水反应的实质。
【答案】C
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.H2O是氧化剂
C.NaOH和H2O是氧化剂 D.偏铝酸钠是氧化产物 【答案】C 3.铝、钠混合物投入足量的水中,充分反应后,得到澄清溶液,并收集到4.48 L H2(标准状况下),若钠的物质的量为0.1 mol,则铝的物质的量为( )。
A.0.2 mol B.0.1 mol C.0.05 mol D.0.025 mol
【解析】0.1 mol Na产生H2 0.05 mol,生成NaOH 0.1 mol,而反应共释放H2为
=0.2 mol,因此Al与NaOH反应放出0.15 mol H2。
2Al~3H2 2 3
x 0.15 mol x=0.1 mol 【答案】B
-1
4.现有4.6 g Na、2.4 g Mg、2.7 g Al和6.4 g Cu,分别将其投入100 mL 1.5 mol·L盐酸中。
(1)与盐酸反应最剧烈的金属是 (填元素符号,下同)。 (2)最后剩余的金属是 。
(3)反应结束后,产生气体的质量最大的是 。
【答案】(1)Na (2)Mg、Al、Cu (3)Na
1.下列关于钠、铁、铝的叙述中正确的是( )。
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.三者都可以被氧气氧化,且还原性依次减弱
C.三者都可以与水在常温下反应生成相应的氢氧化物和氢气
D.铝和铁都是银白色金属,但如果是粉末状的金属则都呈现出黑色
【解析】三者中铁还原性最弱,B项错误;铝、铁在常温下与水不反应,C项错误;铁粉末呈黑色,铝粉末呈银白色,D项错误。
【答案】A 2.将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管中,不可能观察到的现象是( )。 ．．．
A.钠熔成小球并在液面上游动 B.有气体产生
C.溶液底部有银白色物质生成 D.溶液变浑浊
【解析】由于Na与水反应,溶液中水量减小,饱和澄清石灰水为Ca(OH)2饱和溶液,水量减小后,Ca(OH)2会析出,因此溶液变浑浊,D项是可能发生的现象。
【答案】C
3.将一小块钠投入下列溶液时,既能产生气体又会出现白色沉淀的是( )。
A.稀H2SO4 B.硫酸铜溶液 C.氢氧化钠溶液 D.氯化镁溶液 【答案】D
-3-3
4.在烧杯中加水和苯(密度:0.88 g·cm)各50 mL。将一小粒金属钠(密度:0.97 g·cm)投入烧杯中。观察到的现象可能是( )。
A.钠在水层中反应并四处游动 B.钠停留在苯层中不发生反应 C.钠在苯的液面上反应并四处游动
D.钠在苯与水的交界处反应并可能上下跳动
【解析】苯与水互不相溶而分层,水的密度较大在下层,苯的密度较小在上层。钠的密度介于苯和水的密度之间,所以钠的位置应在苯和水的位置之间。钠与苯不发生化学反应,钠与H2O反应生成氢氧化钠和氢气,氢气推着钠粒向上运动。钠粒上升到苯中失去了氢气的推动力以后,在重力的作用下又回到了苯与水的交界处。这时的钠粒再次重复先上浮后下落的现象,直到钠粒消失。
【答案】D
5.将铝条插入NaOH溶液中,开始没有H2生成的原因是( )。
A.铝与NaOH溶液不反应 B.铝条表面含有Al2O3 C.铝条不纯,含有杂质Mg D.NaOH溶液中含有NaAlO2
【解析】铝易被氧化成Al2O3,附着在铝条的表面,将铝条插入NaOH溶液中,Al2O3首先与NaOH反应,故开始无H2生成。
【答案】B 6.铝、钠混合物投入足量的水中,充分反应后,得到澄清溶液,并收集到4.48 L H2(标准状况下),若钠的物质的量为0.1 mol,则铝的物质的量为( )。
A.0.2 mol B.0.1 mol C.0.05 mol D.0.025 mol
【解析】0.1 mol Na产生H2 0.05 mol,生成NaOH 0.1 mol,而反应共释放H2为
=0.2 mol,因此Al与NaOH反应放出0.15 mol H2。
2Al~3H2 2 3
x 0.15 mol x=0.1 mol
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