(共42张PPT)
3.2
金属材料
铁合金
铝和铝合金
新型合金
嫦娥五号拜访月亮去了
奋斗者访问海龙宫回来
奋斗者们已经开始行动
大家找一下我们身边的金属材料有哪些？主要是什么金属构成的？
什么是合金？
一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物。
铝合金
钛合金
钠钾合金
为什么我们现在使用的大部分金属材料都是合金？
各类型合金都有以下通性：
1.多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点；
2.硬度一般比其组分中任一金属的硬度大；（特例：钠钾合金是液态的，用于原子反应堆里的导热剂）
3.合金的导电性和导热性低于任一组分金属。利用合金的这一特性，可以制造高电阻和高热阻材料。还可制造有特殊性能的材料。
4.有的抗腐蚀能力强(如不锈钢)如在铁中掺入15%铬和9%镍得到一种耐腐蚀的不锈钢，适用于化学工业。
一、铁合金
铁合金
含碳量0.03%~2%
机械性能好
延展性好
生铁含碳量2%~4%
钢铁
硬度大
抗压
性脆
可塑性
钢
钢分为碳素钢、合金钢；
碳素钢
根据含碳量不同
高碳钢
>0.6%
中碳钢
0.3%~0.6%
低碳钢
<0.3%
钢
钢分为碳素钢、合金钢；
不锈钢：它的合金元素中主要含有铬和镍。
思考与讨论：阅读书本P.74资料卡片
在碳素钢中，由于含碳量不同，高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异；向碳素钢中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金钢。这对你有什么启示？
启示：
1、合金元素不同，其性能不同
2、结构决定性能，性能决定其用途
3、改变合金元素来开发新功能的金属材料
……
1、目前用量最大、用途最广的合金是
，根据其化学成分，可分为
和
两大类。不锈钢在空气中比较稳定，不易生锈，有很强的抗腐蚀能力，其合金元素主要是
。
2下列合金的说法中，正确的是（
）
A.合金的熔点一定比各成分金属的低
B.在我国使用最早的合金是钢
..
C.生铁的含碳量为0.03%-2%
D.稀土金属可以用于生产合金
钢
碳素钢
合金钢
铬和镍
D
课堂小练
2．生铁的熔点是1
100℃～1
200
℃，则可推断纯铁的熔点是( )
A．1
085
℃ B．1
160
℃
C．1
200
℃
D．1
535
℃
3．铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是( )
A．纯铁和铁合金都能导电、传热
B．纯铁的熔点低于铁合金
C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金
D．纯铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应
D
A
课堂小练
4．历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。
(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的___(填标号)。
A．硬度适中
B．密度适中
C．在自然界里都可得到纯净的单质
D．不活泼性
D
课堂小练
(2)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成，取质量相等的两份试样，按如图所示进行实验：
请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式：
_______________________________________________________。
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
课堂小练
5．将一块质量为8.5
g的铁合金放入锥形瓶中，再向锥形瓶中加入稀硫酸，恰好使铁合金中的铁完全反应(碳不溶于稀硫酸，铁合金中其他元素含量很低，可忽略不计)，测得生成氢气的质量为0.3
g。请回答：
(1)8.5
g的铁合金中铁的质量是________。
(2)反应后所得溶液的溶质质量是________。
(3)生铁和钢都是铁的合金，请根据表中含碳量判断这8.5
g
铁合金属于_________(填“生铁”或“钢”)。
8.4g
22.8g
钢
课堂小练
二、铝和铝合金
问题：你对铝有哪些了解？
探究：观察铝条，你能得出铝有哪些性质？
银白色金属、密度小、质软,熔点低、良好的导电导热性和延展性。
一、铝的物理性质
二、铝的原子结构与化学性质
铝的原子结构示意图为:
K
Ca
Na
Mg
Zn
Fe
Sn
Pb
H
Cu
Hg
…
结论:Al的化学性质活泼,具有较强的还原性
Al
+13
2
8
3
铝热反应实验视频
铝热反应
氧化铁：2Al+Fe2O3
==
2Fe+Al?O?
四氧化三铁：8Al+3Fe3O4
==
9Fe+4Al?O?
二氧化锰：4Al+3MnO2
==
3Mn+2Al?O?
五氧化二钒：10Al+3V2O5
==
6V+5Al?O?
氧化铬：2Al+Cr2O3
==
2Cr+Al?O?
列举生活中常见的铝制品
结合书本，找一找铝合金有哪些性质？
铝为什么会那么稳定不易被氧化呢？
铝的表明有一层致密的氧化膜
由于铝表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀性还不够
工业上会利用一些化学的方法对铝表面进行处理。目前常见的有化学氧化法（用铬酸等作为氧化剂）、阳极氧化法等。
思考并实践：如何证明有氧化膜的存在?
演示【实验3-4】取两支试管，分别加固5mL盐酸，再向试管中分别放入铝片和打磨过的铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象?
实验证明，铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应
Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O
2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
思考并实践：铝锅是不能存放碱性溶液的，为什么？
演示【实验3-5】取两支试管，分别加固5mLNaOH溶液，再向试管中分别放入铝片和打磨过的铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？
实验证明，铝表面的保护膜和铝均能与NaOH发生反应
Al2O3+2NaOH
==2NaAlO2+H2O
2Al+
2NaOH+2H2O
==
2NaAlO2+3H2
↑
偏铝酸钠
Al2O3+2NaOH
==2NaAlO2+H2O
Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O
像铝这样既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物
金属铝和氧化铝的化学性质很特殊，既能与酸反应，又能与碱溶液反应。它们的离子方程式怎么写？
问题：我们在使用铝制餐具的时候要注意什么？
所以，我们可以知道铝制的餐具不适合蒸煮或长时间存放酸性或碱性的食物。
研究发现，铝元素能损害人的脑细胞。根据世界卫生组织的评估，规定铝的每日摄入量为0～0.6mg/kg，这里的kg是指人的体重，即一个60kg的人允许摄入量为36mg。我国《食品添加剂使用标准GB2760-2011》中规定，铝的残留量要小于等于100mg/kg。以此计算，一个体重60kg的人每天吃油条不多于360g就不必担心。
铝在人体内是慢慢蓄积起来的，其引起的毒性缓慢、且不易察觉，然而，一旦发生代谢紊乱的毒性反应，则后果非常严重。因此，必须引起我们的重视，在日常生活中要防止铝的吸收，减少铝制品的使用。
阿莫兹海默病
老年痴呆
铝和铝合金的崛起
铝合金的用途
1.除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用的试剂是（
）
A.盐酸
B.NaOH溶液
C.硝酸
D.食盐水
B
2.铝能冶炼难熔金属和制成铝热剂，是因为铝（??
）
A.密度小，熔点较低
B.是金属
C.具有还原性，且生成氧化铝时放出大量热
D.在空气中燃烧，发出耀眼白光
C
课堂小练
1．向某溶液中加入铝粉能放出H2，下列各组离子一定不能在该溶液中大量共存的是( )
A．Na＋、Fe3＋、
SO42-
、Cl－
B．Ba2＋、Mg2＋、HCO3-、
NO3-
C．Na＋、K＋、NO3-、CO3-
D．K＋、
NO3-
、Na＋、SO42-
B
课堂小练
变式：称取两份铝粉，分别与稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，若放出等量的气体，则参加反应的盐酸和氢氧化钠物质的量之比为（
）
A.1：1
B.2：3
C.1：2
D.3：1
D
3.称取两份铝粉，第一份加足量的NaOH溶液，第二份加足量的盐酸，若放出等量的气体，则两份铝粉的质量比为（
）
A.1：1
B.2：3
C.1：2
D.1：3
A
课堂小练
三、新型合金
嫦娥五号拜访月亮去了
奋斗者访问海龙宫回来
奋斗者们已经开始行动
我们正在渝南田中读书
储氢材料
氢能是人类未来理想能源之一
一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气：循环寿命性能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆、高功率应用等等。
钛合金
钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。
钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
耐热合金、记忆合金等
人造卫星的天线
吃土，你确定你吃得起吗？
稀土（Rare
earth）是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。自然界中有250
种稀土矿
采矿造成的水土流失
废气、水体、光化学等污染
地球各金属储量的减少
新型合金，需要更新
1
、开采技术更新
2、研发技术更新
3、设备工艺更新
4、环境保护更新
5、可持续发展
化学的研究方向
1．下列说法正确的是( )
A．用来制造储存氢气所用钢瓶的合金是储氢合金
B．不锈钢是最常见的新型合金
C．新型合金主要应用于航天航空、生物工程等领域
D．碳纤维复合材料属于新型合金材料
2．只含有下列成分的物质一定不是合金的是( )
A．Fe、C
B．Cu、Zn
C．Al、Cu
D．C、Si
C
D
课堂小练
3、将金属与金属（或非金属）加热融合在一起就能形成合金，根据下表中金属的熔点、沸点判断不能形成合金的是（
）
A、Cu、Fe
B、Al、Na
C、Fe、Na
D、
Cu
、Al
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.81
1082
660
1535
沸点/℃
882.9
2595
2467
3000
C
课堂小练
4、碲、锌、镉（Te、Zn、Cd）晶体可以用于制造红外探测器，下列有关它的叙述中不正确的是（
）
A、它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成，无固定的溶、沸点
B、它易导电、导热，具有延展性
C、它的熔、沸点比Zn低
D、它的硬度和强度比Cd的大
A
课堂小练
铜及其合金的用途
中国是最早使用铜及合金的国家之一
同学们再见！
作业：1.看书复习；2.P80练习与应用第二节
金属材料
第1课时
铁合金
铝和铝合金
新型合金
教学设计
教材分析：
本节课时为必修1中第三章第二节中第一课时内容。在学习本课题时，学生已经学习了金属钠、铁及其重要化合物。在此基础上，进一步学习铝及其化合物、合金金属材料应用的相关知识。铝和氧化铝是中学化学元素化合物的核心知识，是学生理解和落实两性氧化物和两性氢氧化物概念的主要知识载体，也是高中化学元素化合物知识学习的难点之一。合金金属材料在国民经济中的有着重要的地位，此部分的内容的体现了教材的时代感，反映教学与生产、生活实际的联系。学好本部分知识，将有助于辩证的认识问题，开阔知识视野；学会从化学的角度观察、分析、了解物质世界，提高自身的科学素养。
教学目标：
1.通过对化学实验现象的观察，以此为证据，进行适度的推理，对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实。
2.通过铝及其化合物的实验，体验如何观察实验现象，如何准确用语言描述，并对实验现象进行分析、推理，了解科学探究的基本方法。培养初步的科学探究能力。
3.通过对合金的学习，认识化学在社会发展中的重要作用，体验科学技术是第一生产力。
教学重难点：铝及其化合物的性质
教学过程：
【引入】2020年，美国为了阻碍中国的发展，限制了芯片技术，我国也采取了一些措施反制美国，如限制稀土的出口美国。我们为什么限制稀土出口？稀土是什么物质呢？稀土是化学周期表中镧系元素和钪、钇等金属元素的总称，稀土有工业"黄金"之称，如由稀土制成的铁铝镁等合金，可用于尖端武器，如隐身飞机。
合金是什么物质呢？
【板书】金属材料
一、合金
【投影】一、合金
1．定义：由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2．性质：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面又不同于各成分金属。
(1)硬度：合金的硬度一般大于成分金属。
(2)熔点：合金的熔点多数低于成分金属。
【讲述】为什么合金硬度比成分金属大？
[提示]纯金属所有原子的大小和形状相同，原子排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金硬度变大。
【过渡】在生活中使用量最大，应用范围最广的金属是铁，但是并不是铁的单质，而是铁合金。
【板书】二、铁合金
【投影】二、铁合金
【讲解】生活中有两种常见的铁合金，生铁和钢。生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金，生铁的含碳量在2％～4.3％之间，其特性是硬度大、抗压、性脆（歇后语：打破沙锅—问(纹)到底）、可以铸造成型，多用于制造机座、管道等。钢的含碳量在0.03％～2％之间，延展性和机械性能好、可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具。
钢是用量最大，用途最广的合金。根据其化学成分，可分为碳素钢和合金钢。碳素钢又根据含碳量不同，可分为高碳钢、中碳钢、低碳钢。合金钢又叫特种钢，是在碳素钢里适当的加入一种或者几种合金元素。使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有某些特殊性能。
【投影】
【讲解】不锈钢是生活中最常见的一种合金钢。它的合金元素是铬(Cr)和镍(Ni)。它的特性我们知道就是不生锈，抗腐蚀，常用来制造餐具、医疗器械等。
同学们阅读74页资料卡片，了解一下一些合金元素的主要作用和性能。
【过渡】生活生产中用量最大的金属是铁，用量第二的金属非铝莫属。
【板书】三、铝和铝合金
【投影】三、铝和铝合金
【讲解】铝是地壳中含量最多的金属元素，但自然界中并没有铝单质存在，都是化合物形式。这是因为铝性质比较活泼，常温下就可与空气中的氧气发生反应，生成氧化铝。生成的氧化铝以薄膜的形式覆盖于金属表面，非常致密，阻止内部的铝继续反应，起到保护作用。所以，生活中我们可以使用一些铝制品，不用担心被腐蚀掉，如厨具、餐具。
【过渡】给学生分享一个自己生活中的囧事，腌咸菜的故事。一年春天，在家用一铝盆腌了一些糖醋蒜薹，有一天，取蒜薹时，发现盆下面流出一些咸菜汁，一检查发现是盆底漏了。谁解释一下怎么回事？
【解释】是腌咸菜时的醋把盆底给腐蚀了，铝是金属活动顺序表中氢前金属，可以和酸反应。
【演示实验】课本76页实验3—4铝与盐酸的反应
【学生】仔细观察，归纳现象。
【补充】现象：慢慢有气泡冒出，先慢后快，点燃有爆鸣声。
【讲解】实验表明，铝可以和盐酸发生反应，生成氢气。反应反应方程式为：
【投影】2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
离子方程式：2Al＋6H+==2Al3+＋3H2
【设疑】上面的实验中，还有别的反应发生吗？
【启发】铝是一种较活泼金属，常温下能跟氧气反应，但生活中的铝制品却能够稳定存在。是因为其表面有一层致密的氧化铝保护膜。
【投影】Al2O3
+
6HCl
=
2AlCl3
+
3H2O
【过渡】我们再做一个实验，验证Al2O3的存在。
【演示实验】课本76页实验3—5
【学生】仔细观察，归纳现象。
【归纳】现象：打磨过的铝片，立即有气泡冒出；未打磨的铝片，一段时间才有气泡。
【讲解】因为打磨过的铝片，表面的氧化铝保护膜被破坏，Al就可以直接反应；而未打磨的铝片，表面有一层氧化铝保护膜，阻止铝立即与氢氧化钠反应。过段时间后，开始有气泡冒出，说明氧化铝膜被破坏。这些现象说明Al、Al2O3都能和NaOH反应。
【投影】2Al
+
2NaOH
+
2H2O
=
2NaAlO2
+
3H2↑
Al2O3
+
2NaOH
=
2NaAlO2
+
H2O。
【讲解】NaAlO2
的名称为偏铝酸钠，其中AlO2－的名称为偏铝酸根离子。由上面两个实验，了解到Al和Al2O3都既能与酸反应又能和强碱反应。像氧化铝这类既能与酸反应生成盐和水，也能与碱反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物。
【板书】Al2O3两性氧化物
【练习】向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的浓NaOH溶液，立即封严罐口。一会儿听到罐内发出“咔、咔”的声音，且易拉罐变瘪；再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。请完成下列问题：
易拉罐变瘪的原因是
反应的离子方程式为
易拉罐又鼓起来的原因是
反应的离子方程式为
【点评】由于铝和氧化铝既能和酸反应又能和碱反应，所以铝制餐具容器不能盛放酸性碱性物质。
【讲述】铁合金和铝合金是日常最常见的两种合金。像铁合金可以做地铁车皮，铝合金用于制造飞机外壳。
【过渡】在一些尖端技术领域，还需要一些特殊功能的新型合金。
【板书】四、新型合金
【讲述】例如制造飞机发动机的耐高温的镍钴合金，制造潜水器的硬度大、不易变形的钛合金。例如，氢能是人类未来的能源之一，能量高，无污染。但是现在储存运输氢的方法，都是把氢气压缩到钢瓶中，使用和运输很不方便，也不安全。现在人们正在开发研究一种合金，这种合金在较低温度下，吸收和释放氢气，已经取得较大进展。
播放视频：嫦娥五号、奋斗者号、储氢合金、记忆合金
【课堂小结】
铁合金
铝及合金
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑
Al2O3
+
6HCl
=
2AlCl3
+
3H2O
Al2O3
+
2NaOH
=
2NaAlO2
+
H2O
【随堂巩固】
下列不属于新型合金材料的是（
）
储氢合金
B.形状记忆合金
C.不锈钢
D.镍钴耐热合金
下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是（
）
盛放食醋
B.烧煮开水
C.用金属丝擦洗表面的油污
D.用碱水洗涤
相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下体积之比为（
）
A.1:1
B.1:6
C.2:3
D.3:2
下列关于合金的说法中，正确的是（
）
合金的熔点一定比各成分金属的低
在我国使用最早的合金是钢
生铁的含碳量为0.03%—2%
稀土金属可以用来生产合金
下列关于铝的说法中，正确的是（
）
铝的化学性质不活泼
铝不与酸、碱反应
常温下铝不与氧气反应
铝表面容易形成一层致密的氧化物保护膜
作业布置：阅读课本相关内容，完成课后练习与应用。
第二节
金属材料
第2课时
物质的量在化学方程式计算中的应用
学习目标：
1.掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。
2.了解化学计算中常见的命题规律和常用的解题方法。
教学过程：
1．以物质的量为中心的计算
(1)物质的量浓度(c)和溶液质量分数(w)的换算关系是c＝。
(2)阿伏加德罗定律及其应用
①同温同压下，气体的体积比等于气体的物质的量之比，即＝。
②同温、定容时，气体的压强比等于气体的物质的量之比，即＝。
③同温同压下，气体的密度比等于它们的摩尔质量之比，即＝。
④同温、同压下，等质量的任何气体的体积比等于相对分子质量倒数比，即＝。
2．“n”在化学反应方程式中的应用
2Na ＋ 2H2O ===2NaOH ＋ H2↑
2
∶2
∶
2
∶
1
2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶1×6.02×1023
2
mol
∶2
mol
∶2
mol
∶1
mol
结论：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。
课堂练习与检测：
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化学方程式2H2＋O22H2O的意义为2
mol
H2和1
mol
O2在点燃的条件下完全反应生成2
mol
H2O( )
(2)0.1
mol
Zn和Fe的混合物与足量的稀硫酸反应，一定生成0.1
mol
H2( )
(3)0.1
mol
Al与足量的氢氧化钠溶液反应，生成3.36
L
H2( )
(4)将铝投入到硫酸溶液中，当有3
mol电子发生转移时，反应的铝为27
g( )
(5)1
L
0.1
mol/L硫酸中加入0.2
mol
Fe，生成0.2
mol
H2( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)×
2．1.15
g金属钠与水反应，得到100
mL溶液，则：
(1)生成的气体在标准状况下的体积为________。
(2)反应后所得溶液的物质的量浓度为________。
[解析] n(Na)＝＝0.05
mol，设生成标准状况下气体的体积为V，溶液物质的量浓度为c。
2Na＋2H2O===2NaOH ＋ H2↑
2
mol 2
mol 22.4
L
0．05
mol 0.1
L×c V
V＝＝0.56
L；
c＝＝0.5
mol/L。
[答案] (1)0.56
L (2)0.5
mol/L
一、物质的量在化学方程式中计算的基本步骤
1.化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系
2CO ＋ O2
2CO2
化学计量数
2
1
2
扩大NA倍2NANA
2NA
物质的量
2
mol
1
mol
2
mol
质量56
g32
g88
g
44.8
L22.4
L44.8
L
结论：(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其粒子数目之比，等于其物质的量之比。
(2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其体积之比。
2．物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
注：(1)各种符号的书写要规范。要注意字母的大、小写，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。
(2)如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。
(3)单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。
(4)过量计算
给出了两种反应物的量，求解某产物的量。
方法：按照化学方程式中量的关系判断哪一种物质过量，然后根据量不足的物质进行求解。
【典例1】 向500
mL
NaOH溶液中投入10.8
g
Al，二者恰好完全反应后，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。则：
(1)Al的物质的量为________。
(2)参加反应的NaOH的物质的量为________，NaOH溶液的物质的量浓度为________。
(3)生成标准状况下H2的体积为________。
思路：在解决此类定量分析题目时，首先明确化学方程式中化学计量数体现的定量关系，然后整合题干中的定量信息判断是否存在物质过量，最后按少量的物质进行定量计算，得出结果。
[解析] (1)n(Al)＝＝0.4
mol。
(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。
则2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 2
0．4
mol n
则＝，n＝0.4
mol，
c(NaOH)＝＝0.8
mol/L。
(3)设生成标准状况下H2的体积是V。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
mol 3×22.4
L
0．4
mol V
V＝＝13.44
L。
[答案] (1)0.4
mol (2)0.4
mol 0.8
mol/L
(3)13.44
L
总结：
(1)根据化学方程式进行计算时，已知的物质的其他物理量可换算成物质的量，再根据化学方程式中化学计量数之比等于其物质的量之比，列比例式。
(2)各物理量及单位、公式等尽量用符号表示。各物理量要注明所表示的物质(或粒子)的符号，如参加反应的NaOH的物质的量表示为n(NaOH)。
(3)设未知量可直接用各物理量符号表示，如设参加反应的HCl的物质的量为n(HCl)，不带单位。
(4)把已知量代入比例式计算时，都要代入单位。
(5)根据化学方程式计算时，已知物理量和被求物理量，只要满足“上下一致，左右相当”即可进行求算。
[针对训练1] 如下表是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0
g固体，配成1
L溶液，请计算：
(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________；
(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200
mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生气体的质量为________。
[解析] (1)n(NaOH)＝＝＝0.6
mol，
c(NaOH)＝＝＝0.6
mol·L－1。
(2)200
mL
NaOH溶液的物质的量浓度不变，所以n(NaOH)＝c·V＝0.6
mol·L－1×0.2
L＝0.12
mol，
设生成H2的物质的量为x
mol，
则2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
mol
3
mol
0.12
mol
x
mol
可得：＝?x＝0.18
mol，
则m(H2)＝n·M＝0.18
mol×2
g·mol－1＝0.36
g。
[答案] (1)0.6
mol·L－1 (2)0.36
g
二、化学计算中常用的解题方法
1.关系式法
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”，就可求得未知量。
示例：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的质量。
分析：(1)写出反应方程式：
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(2)列关系式
3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3，以上关系也可根据C原子守恒直接确定关系式。
2．守恒法
化学反应中的守恒关系有：质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒。
(1)质量守恒
①宏观特征：反应前后质量守恒；
②微观特征：反应前后各元素的原子个数守恒。
(2)得失电子守恒
氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
(3)电荷守恒
①电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数；
②离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等且电性相同。
3．差量法
根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量的差、气体体积差等。该差量与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。
如：把一铁棒插入CuSO4溶液后，过一段时间取出，铁棒的质量增加了4
g，据此可求参加反应的Fe的质量。
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Δm
56
64 64－56＝8→理论差量
m(Fe)
4
g →实际差量
＝，
所以m(Fe)＝28
g。
【典例2】 已知：①碳酸钠高温不分解；②碳酸氢钠受热发生分解反应2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19
g，完全反应后固体质量减轻了3.1
g，求：
(1)原混合物中碳酸钠的质量是________g。
(2)将剩余固体溶于水配成300mL溶液，其中c(Na＋)是________。
(3)在剩余固体中，加入过量盐酸，反应后放出二氧化碳的体积(标准状况)是________L。
思路：“差量法”解题的关键在于寻求差量与物质之间的比例关系，以差量作为解题的突破口。
[解析] (1)设混合物中NaHCO3的质量为m，则：
则Na2CO3的质量为19
g－8.4
g＝10.6
g。
(2)剩余固体为Na2CO3，质量为19
g－3.1
g＝15.9
g，
物质的量为＝0.15
mol，
则n(Na＋)＝0.3
mol，所以c(Na＋)＝＝1
mol·L－1。
(3)设生成CO2的物质的量为x，则
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
1
1
0.15
mol
x
＝?x＝0.15
mol，
所以V(CO2)＝n·Vm＝0.15
mol·22.4
L·mol－1
＝3.36
L。
[答案] (1)10.6 (2)1
mol·L－1 (3)3.36
三、化学计算中常用的三种方法
(1)守恒法
①质量守恒。
②得失电子守恒，应用于氧化还原反应中。
③电荷守恒，应用于离子反应中。
三种守恒方法有时可同时采用。
(2)关系式法一般用于多步反应中。
(3)差量法
①体积差量法(气体体系中)
②物质的量差量法(所有体系)
③固体差量法(固体体系中)
[针对训练2] 有两份质量相同的NaHCO3固体，向第一份中加入盐酸使其充分反应；将第二份加热使其完全分解，冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸充分反应，则它们所消耗的盐酸的体积比为( )
A．2∶1
B．1∶1
C．1∶2
D．4∶1
[解析] 解法一：取168
g
NaHCO3固体，第一份：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
84
36.5
168
g36.5×2
g
第二份：
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
2×84
106
168
g106
g
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
106
36.5×2
106
g
36.5×2
g
通过比较可知耗用的盐酸量相等。
解法二：不论NaHCO3是直接与酸反应，还是受热分解后的固体再与酸反应，其中的Na＋均转化为NaCl，因Na＋的量一定，则需Cl－的量一定，即需盐酸的量一定，所以由守恒法可直接判断出消耗的盐酸的量相等。
[答案] B
作业布置：阅读课本相关内容，完成课后练习与应用。
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