第三章,金属及其化合物,第一节 金属的化学性质,第2课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应,激 趣 入 题,由上图看出还原铁粉与水，铝与氢氧化钠溶液均发生了反应，是否所有金属都有类似性质，让我们走进教材，学习金属与酸和水的反应，铝与氢氧化钠溶液的反应。,新 知 预 习,一、金属与酸的反应 一般，较活泼的金属非氧化性酸=_ 举例：Mg、Fe与稀硫酸反应(写离子方程式)： _、 _。 点拨：H代表盐酸、稀硫酸等强酸。,盐,氢气,Mg2H=Mg2H2,Fe2H=Fe2H2,二、金属与水的反应 1钠与水(滴加酚酞)发生反应,碱,2Na2H2O=2NaOHH2,2铁与水的反应： (1)铁与冷水或热水_，但在空气中氧气、水蒸气的作用下，易腐蚀。 (2)铁与水蒸气的反应。,不反应,H2,H2,点拨：(1)不是所有金属与水反应都生成碱，如铁与水反应生成氧化物(Fe3O4)。 (2)铁与水的反应中试管口略向下倾斜。,三、铝与酸、碱的反应 1铝与盐酸的反应： 现象：铝片_， 试管中产生_； 点燃的木条放在试管口时_。 化学方程式：_。 离子方程式：_。,慢慢溶解,无色气泡,发出爆鸣声,2Al6HCl=2AlCl33H2,2Al6H=2Al33H2,2铝与氢氧化钠溶液的反应： 现象：铝片_， 试管中产生_， 点燃的木条放在试管口时_。 化学方程式：_。 离子方程式：_。 点拨：中学阶段，既能与酸反应又能与碱反应的金属单质是铝。,慢慢溶解,无色气泡,发出爆鸣声,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,预 习 自 测,1金属钠投入水中发生剧烈反应，并有氢气生成，装运金属钠的包装箱应贴的图标是 ( ),C,2铁在一定条件下与纯氧、水蒸气反应的共同产物是 ( ) AFeO BFe2O3 CFe3O4 DFe(OH)2 3Mg、Al、Fe 3种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出H2的质量相等，则下列说法中正确的是 ( ) A3种金属的物质的量相等 B3种金属可能均过量 C3种金属的质量相等 D盐酸均过量,C,B,4向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一绿豆粒大小的金属钠，可能观察到的现象符合图中的 ( ),A,5(2019河北定州中学高一月考)实验室做钠跟水反应的实验时，用到的仪器有下列中的 ( ) 试管夹 镊子 小刀 滤纸 研钵 烧杯 坩埚 石棉网 玻璃片 药匙 A B C D 解析：钠与水反应的实验步骤：用镊子取一小块金属钠，用滤纸擦干表面的煤油，将金属钠放在玻璃片上，用小刀切下一小块钠，放入盛水的烧杯中即可，所以需要的仪器：镊子、玻璃片、小刀、滤纸、烧杯，故B正确。,B,6(2019江苏泰州中学高一学情调研)在一定温度下，向饱和的烧碱溶液中放入一定量的金属钠，充分反应后恢复到原来的温度，下列说法正确的是 ( ) A溶液中Na数目减少，有H2放出 B溶液中OH浓度减小，有H2放出 C溶液中Na浓度增大，有H2放出 D溶液中OH浓度增大，有O2放出 解析：钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，反应消耗水，饱和的烧碱溶液中有NaOH固体析出，所以所得溶液中钠离子和氢氧根离子的浓度不变，但因溶液体积减少，导致钠离子和氢氧根离子的数目减少，故选A。,A,课 堂 探 究,问题探究：1.在金属活动性顺序中，钠排在铜的前面，所以，将钠加入到CuSO4溶液中，会置换出金属铜。这种说法对吗？为什么？ 2铁与水蒸气可以反应，为什么在日常生活中可以用铁壶烧水？ 探究提示：1.不对。钠加入到CuSO4溶液中，应先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀，不会有Cu生成。 2铁与冷水、热水均不反应，只有在高温下能与水蒸气反应。所以可以用铁壶烧水。,知识点1 钠与水、酸、碱、盐溶液的反应,知识归纳总结：,点拨：(1)钠投入酸溶液中，不是先与水反应，而是先与酸反应，若有钠过量，再与水反应。 (2)钠与饱和溶液反应时，若钠与溶质不反应，虽然只是钠与水反应，但因为水的消耗，会有固体析出。 (3)钠投入盐溶液中，不是置换不活泼的金属，而是先与水发生反应，生成的NaOH再与盐发生反应(具备复分解反应条件)。,(2019廊坊高一检测)将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，反应后溶液质量减轻的是 ( ) AHCl BK2SO4 CNaOH DCuSO4 解析：对于A、B、C都是消耗Na，产生H2,2NaH2，投入46 g Na，放出2 g H2，溶液质量均增加。对于D，钠首先与H2O反应，生成NaOH放出H2，然后NaOH与Cu2生成Cu(OH)2沉淀，反应方程式为2Na2H2OCuSO4= Na2SO4Cu(OH)2H2，由方程式可以看出，溶解46 g Na，生成98 g沉淀和2 g H2，溶液质量减少54 g。,典例 1,D,变式训练1将一小块金属钠投入滴有紫色石蕊试液的冷水中，甲同学认为可以观察到下列实验现象，其中正确的有 ( ) 钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面 钠立即与水反应，并有气体产生 反应后溶液变红 钠熔化成闪亮的小球 小球在水面上四处游动 有“嘶嘶”的响声发出 A B C D,C,解析：将一小块金属钠投入滴有紫色石蕊试液的冷水中，钠立即与水反应，浮在水面上，熔化成闪亮的小球，四处游动，有“嘶嘶”的响声发出，同时溶液变蓝，故选C。,问题探究：以下是铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 2Al6HCl=2AlCl33H2 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 思考下列问题： 1等量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应时，产生氢气的物质的量的关系是怎样的？ 2足量的铝与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应时，产生氢气的物质的量的关系是怎样的？ 探究提示：1.相等 213,知识点2 铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应及计算,知识归纳总结： 铝与盐酸、氢氧化钠反应的情况分析： (1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，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氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)VNaOH(H2)11。 (3)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)VNaOH(H2)13。 (4)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为13VHCl(H2)VNaOH(H2)11，则必定是铝与盐酸反应，铝过量而盐酸不足；铝与氢氧化钠溶液反应，铝不足而氢氧化钠溶液过量。,点拨：铝与酸、碱的反应 (1)铝既能与非氧化性酸反应产生氢气，也能与碱溶液反应产生氢气，前者是置换反应，后者不是置换反应。 (2)铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应中，还原剂都是铝，还原产物都是氢气，故铝与产生氢气的关系式是相同的。,用铝箔包裹0.1 mol金属钠，用针扎若干个小孔，放入水中，完全反应后，放出的气体体积(标准状况)为 ( ) A无法确定 B1.12 L C大于1.12 L D小于1.12 L 解析：首先发生的反应是2Na2H2O=2NaOHH2，标准状况下0.1 mol Na与水反应产生的H2的体积为1.12 L，然后发生的反应是2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，此反应又能产生部分H2，故最后放出的H2的体积大于1.12 L。,典例 2,C,变式训练2(2019安徽宿州高一期末)取两份铝片，第一份与足量盐酸反应，第二份与足量烧碱溶液反应，标准状况下均产生5.6 L气体，则两份铝片的质量之比为 ( ) A一定为11 B可能为23 C一定为32 D可能为16 解析：由于两份铝片反应生成的氢气的量相等，所以电子转移的量必然也是相同的。又因为铝分别与足量酸、碱反应时，虽然产物不同，但是生成物中铝的化合价相同，即Al在反应中失电子数相同，所以两份铝的质量相等，A正确。,A,核 心 素 养,钠与水反应的实验创新 实验能增强对金属钠活泼性的感性认识，明白不能用水灭火的原因，解决生成物的生成及其检验问题。 方案1：如图所示。 优点：易于观察反应过程中的熔、游、浮、红等现象。 缺点：无法收集并检验反应产生的气体是否为H2。,方法2：如图所示。 优点：安全准确地收集和检验H2，能立即检验产物是碱性物质(NaOH)。 缺点：无法看清楚钠与水反应的现象；取出试管时强碱溶液会腐蚀手指；收集的氢气较纯，实验声音不明显；若收集气体混入空气，点燃时有爆鸣声则有一定的危险性。,创新方案1：如图所示。 优点：易观察反应现象，能检验H2，能检验产物是碱性物质(NaOH)，能形成红色喷泉增加趣味性。 缺点：不能准确收集气体。,创新方案2： 实验操作： (1)装置图如图所示(铁架台等已省略)。 (2)向注射器中加适量水，滴入几滴酚酞。 (3)注射器中加入绿豆大小的钠块并插入拉杆。 (4)钠消失后，向下推动拉杆将水排进注射器。 (5)旋转三通阀，向下继续推动拉杆将气体转入注射器并安上针头。 (6)将注射器移近火源，推动拉杆；再把针头插入肥皂液吹起气泡，并点燃。,结论： (1)在注射器中能观察到熔、游、浮等现象。 (2)注射器中水溶液变红，说明有碱性物质(NaOH)生成。 (3)气体安静燃烧，肥皂泡点燃有爆鸣声，说明有氢气生成。 优点： (1)装置气密性检验简单可靠。 (2)反应现象均能观察到。 (3)塑料仪器(注射器)相对安全易得，可反复使用。 (4)避免碱液的腐蚀。 (5)氢气验证现象明显，印象深刻。,即时训练 如图所示，在烧杯中盛有100 mL蒸馏水，水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定于水的中央)，将10 g金属钠分多次投入到水中，最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度。,回答下列问题： (1)10 g钠要分多次投入的主要原因是_ _。 (2)将10 g钠全部投入完毕所进行的次数可能是_(填序号)。 A5次 B10次 C大于10次 (3)实验结束后，从烧杯内小球的位置观察到的现象是_，出现这种现象的主要原因是_ _。 (4)实验过程中所发生反应的化学方程式是_。,钠与水反应剧烈，放出的热量多，,易发生爆炸,C,小球上升,钠与水反应生成氢氧化钠，导致烧杯中液体的密度增大，故小球受到的浮力增大,2Na2H2O=2NaOHH2,