3.1.2 金属与酸和水的反应　（人教版必修1）

(共47张PPT)
第2课时　金属与酸和水的反应　
铝与氢氧化钠溶液的反应
铝与酸溶液反应可生成H2，你还知道铝与哪些溶液反应也能产生H2吗？
1．掌握钠与水反应的原理、现象。
2．了解Al与NaOH溶液的反应。
3．通过金属及其化合物性质的实验，提高对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识，培养实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力等。
1．金属与酸的反应
酸与金属活动性顺序表中氢以前的金属发生置换反应生成盐和氢气。金属越活泼，反应越剧烈。如Zn、Al、Fe和稀盐酸反应化学方程式分别为：
金属与酸和水的反应
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2．钠与水(已滴加酚酞试液)剧烈反应
现象 产生此现象的原因
钠块浮在水面上 ____________
熔成光亮的小球 钠的________，
反应放热
在水面迅速地四处游动，并发出“嘶嘶”的声音 _________
溶液由无色变成红色 _______
密度比水小
熔点低
生成气体
生成碱
钠与水反应的离子方程式为
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
3．铁与水的反应
方法 方法一 方法二
实验装置
气体 用小试管收集一试管 气体，点燃，听到轻 微噗声证明生成了___ 用火柴点燃肥皂泡， 听到爆鸣声，证明 生成了___
实验结论 铁不能与冷水、热水反应，但高温能与水蒸气反应，化学反应方程式为：
_____________________________
H2
H2
　 钠与酸、碱、盐的反应
1．反应实质：一般情况下钠与任何水溶液反应时，都是钠与该溶液中的H＋反应，产生H2。
2．具体反应的分析
物质分类 反应分析
酸 钠与酸反应时先与酸中的H＋反应，如2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
(2)如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应
碱 钠与碱溶液反应时其实质是钠与水的反应
碱 钠与碱溶液反应时其实质是钠与水的反应
盐 钠与盐溶液反应时先与水反应，它包括两种情况：
(1)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应只发生钠与水的反应
(2)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应，则会发生两个反应
如钠与FeCl3溶液反应：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl
总反应为：6Na＋6H2O＋2FeCl3===2Fe(OH)3↓＋3H2↑＋6NaCl
1．金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体逸出的是(多选)(　　)
A．BaCl2溶液 B．K2SO4溶液
C．FeCl3溶液 D．饱和石灰水溶液
解析：　Na与H2O反应生成了NaOH和H2，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，Na投入到饱和石灰水溶液之后，与水反应溶剂减少，并且Na与水反应放热，Ca(OH)2的溶解度降低，所以有Ca(OH)2析出。
答案：　CD
铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的对比实验
铝与氢氧化钠溶液的反应
实验操作
实验
现象 试管中___________，铝片_________； 点燃的木条放在试管口时发出_____声
化学
方程式 ___________________________
离子
方程式 ___________________________
有气泡冒出
慢慢溶解
爆鸣
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的比较
1．反应原理
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2．称取两份铝粉，第一份加入足量的浓NaOH溶液，第二份加入足量的盐酸，如果放出等体积的气体(在同温同压下)，则两份铝粉的质量之比为(　　)
A．1∶2　　　　 B．1∶3
C．3∶2 D．1∶1
解析：　不论铝与氢氧化钠溶液反应，还是与盐酸反应，均是Al失电子：Al－3e－===Al3＋，还原产物都是H2，则都有如下关系：2Al～6e－～3H2。两种反应虽不同，但放出H2的体积相同，所以消耗Al的质量也相同。
答案：　D
由Zn、Fe、Mg、Al四种金属中的两种组成的混合物10 g与足量的盐酸反应产生1.0 g H2，则混合物中一定含有的金属是(　　)
A．Zn　　 B．Fe
C．Al D．Mg
金属与酸的反应
答案：　C
1．(2010·西安高一检测)Mg、Al、Fe三种金属分别跟同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出的氢气质量相等，则下列说法中正确的是(　　)
A．三种金属物质的量相等
B．三种金属均过量
C．三种金属的质量相等
D．盐酸均过量
解析：　根据反应的化学方程式知，等质量的三种金属与酸反应产生H2不等，等物质的量时，Al、Mg、Fe与酸反应产生H2的量不等，若三种金属均过量，则产生H2的量由盐酸决定。
答案：　B
(2010·合肥高一检测)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，同温同压下放出相同体积的气体，则消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为(　　)
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．1∶3
铝与氢氧化钠溶液反应的计算
思路点拨：　
解析：　铝与盐酸和烧碱溶液反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，当生成等体积气体时消耗HCl、NaOH的物质的量之比为3∶1。
答案：　C
2．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6，则甲、乙烧杯中的反应情况可能分别是(　　)
A．甲、乙中都是铝过量
B．甲中铝过量，乙中碱过量
C．甲中酸过量，乙中铝过量
D．甲中酸过量，乙中碱过量
解析：　若酸碱过量，则等质量的铝与之反应，生成等量的H2，因生成气体体积比为5∶6，则H2SO4不足。
答案：　B
热点实验　铝的相对原子质量的实验探究
[探究举例]　某学习小组用如图装置测定铝镁混合物中铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为____________。
(2)B中发生反应的化学方程式为____________________________________________。
(3)若实验用铝镁混合物的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为________。
解析：　(1)Mg、Al均可以和酸反应，因此不可以用酸来实验，由于Al可以和碱反应而Mg不反应，则可以用NaOH与Al反应制得H2，然后用排水法收集H2，以计算Al的量。(2)B中发生的是Al与碱溶液的反应。(3)(a－c)即为铝的质量，再除以Al的物质的量即为铝的摩尔质量。而n(Al)可以由产生的H2的量求得。
1．钠与水反应时产生的各种现象如下：
①钠浮在水面上　②钠沉在水底　③钠熔化成小球　④小球迅速游动逐渐减小，最后消失　⑤发生嘶嘶的声音　⑥滴入酚酞后溶液显红色。其中正确的一组是(　　)
A．①②③④⑤ B．全部
C．①②③⑤⑥ D．①③④⑤⑥
解析：　金属钠的密度比水的要小，熔点较
低，与水反应时剧烈，产生气体和氢氧化钠。
答案：　D
2．下列说法正确的是(　　)
A．钠在溶液中可置换出铁
B．铁在溶液中可置换出铜
C．Fe不与H2O反应
D．Fe比Al活泼
解析：　钠在铁盐溶液中先与H2O发生反应，故不能置换出铁。铁可置换出铜盐溶液中的铜，如：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。Fe在高温下可以与H2O(g)发生反应而生成Fe3O4和H2。在金属活动性顺序表中Al排在Fe的前面，故Al比Fe活泼。
答案：　B
3.如图所示的实验中，投入铝片后(　　)
A．①中产生气泡，②中不产
生气泡
B．①和②中都不产生气泡
C．①和②中都产生气泡，
①中是H2，②中是O2
D．①和②中都产生气泡，
且都是H2
解析：　铝片既能与酸溶液反应又能与强碱溶液反应产生氢气。
答案：　D
解析：　A项产物Fe2O3错，应为Fe3O4，B项错，应有H2O参与反应；C项原子不守恒。
答案：　D
5．(1)分别取W克钠、铁、铝与足量的盐酸反
应，在相同条件下产生氢气的体积比是____________；
(2)分别取0.1 mol钠、铁、铝与足量的盐酸反
应，在相同条件下产生氢气的体积比是____________；
(3)若产生相同物质的量的氢气，所需钠、铁、铝的质量比是______________；
(4)若产生相同体积(同温同压)的氢气,所需钠、铁、铝三种金属的物质的量之比是____________。