1、第三章金屬及其化合物第一節金屬的化學性質【本節學習要點】1了解鈉、鋁的物理性質。2以Na、Mg、Al、Fe為例，掌握金屬與O2等非金屬的反應，通過Na與O2反應的學習，明確反應條件不同，反應現象及反應產物也不同。3通過Na與水反應，Fe與水蒸氣反應，Al與NaOH溶液反應，活潑金屬與酸反應，掌握金屬與酸和水的反應。4掌握物質的量在化學方程式計算中的應用。【重難點講解】重難點一、金屬的化學性質1金屬與O2反應的規律(1)絕大多數金屬都能跟氧氣反應，生成金屬氧化物。活潑性強的金屬常溫下就能被O2氧化，活潑性較弱的金屬在加熱條件下才能跟O2發生反應，活潑性很弱的金屬(如金、鉑等)不能被O2氧化。(2

2、)常溫下Mg、Al表面容易氧化成致密的氧化膜，阻止金屬不被繼續氧化，與Mg、Al有關的實驗時，要注意除去表面的氧化膜。(3)部分金屬與O2反應的產物與條件有關。如：Fe在不同條件下與O2可以生成FeO、Fe2O3或Fe3O4。鐵在O2中燃燒生成Fe3O4。鐵生銹時生成Fe2O3·nH2O。再如：Na在常溫下生成Na2O，加熱時生成Na2O2。2金屬與水反應的一般規律(1)活潑金屬如K、Ca、Na可與冷水迅速劇烈反應(放熱反應)生成H2。2K2H2O=2KOHH2(2)較活潑金屬與冷水不反應，可與沸水或H2O(g)反應。Mg與冷水反應緩慢，但加熱水后(或沸水)，Mg與水的反應加快，Mg

3、2H2OMg(OH)2H2Al在沸水條件下反應緩慢，2Al6H2O2Al(OH)33H2高溫下，Zn、Fe、Sn、Pb和水蒸氣可以反應生成金屬氧化物和H2。(3)氫后金屬不能置換出H2O中的氫。氫前金屬在一定條件下可置換出水中的氫。特別提醒Fe與H2O反應為置換反應，氧化產物為Fe3O4，而不是Fe2O3。3金屬與酸反應規律金屬活動順序表中位于氫之前的金屬都可與酸反應放出H2。對于極活潑金屬(如Na、K等)與酸反應完后，可再與水反應，故這些金屬不會剩余。4金屬與鹽溶液反應規律一般遵循活潑金屬置換不活潑金屬規律，但Na、K、Ca等金屬投入鹽溶液，先與水反應，生成的堿再與鹽反應，而不是置換金屬。5

4、金屬與堿溶液反應規律K、Ca、Na浸入堿溶液中實質是與水反應，Al、Zn能與強堿溶液反應生成H2，絕大部分金屬與堿不反應。重難點二、鈉與酸、堿、鹽的水溶液反應的規律1鈉與水反應鈉與水的反應實質是鈉與水電離出的H反應，置換出H2。2鈉與酸溶液反應如與稀鹽酸的反應，實質是鈉與酸電離出的H反應。(1)酸過量時2Na2H=2NaH2(鈉與酸電離出的H反應)(2)酸不足時，先與酸電離出的H反應，剩余的鈉再與水反應。警示(1)不能認為Na先與水反應，生成的NaOH再與堿中和。(2)因為酸中的c(H)遠大于水中的c(H)，故鈉與酸反應要比水反應劇烈，甚至發生燃燒和輕微爆炸。3鈉與堿溶液反應實質是Na與水的反

5、應。4鈉與鹽溶液反應(1)NaCl溶液實質是Na與水反應(2)CuSO4溶液實質是Na與水反應，生成NaOH，NaOH再與CuSO4溶液反應。2Na2H2O=2NaOHH22NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4總反應2NaCuSO42H2O=Cu(OH)2Na2SO4H2(3)NaHSO4溶液反應原理NaHSO4=NaHSO2Na2H=2NaH2總反應2Na2NaHSO4=Na2SO4H2故鈉與鹽溶液反應，不能置換出鹽中的金屬，而是先與水反應，生成的堿再與鹽反應。特別提醒(1)鈉在水溶液中的反應是有酸H為先，無酸H2O為先，NaOH與鹽溶液反應跟在Na與H2O反應后。(2)分析鈉與酸

6、、堿、鹽水溶液反應的計算問題時，生成的H2量按鈉計算。(3)求Na與H2O反應后溶液中溶質的質量分數或溶液的物質的量濃度時，不要忘記計算溶液質量時減去生成的H2的質量。重難點三、鋁與酸、堿反應及生成H2的定量關系1鋁與堿溶液的反應鋁和堿溶液反應，不是直接和堿反應，而是鋁先和強堿溶液中的水反應生成Al(OH)3，然后Al(OH)3再和強堿反應生成偏鋁酸鹽。2Al6H2O=2Al(OH)33H2，Al(OH)3NaOH=2NaAlO22H2O，因此在2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2中，氧化劑是H2O，而不是NaOH和H2O。電子轉移的方向和數目表示如下：2Al2NaOH6H2O=2N

7、aA失去2×3elO23H得到6×e24H2O2鋁與酸或堿反應生成H2的量的關系鋁分別與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的原理2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(1)等質量的鋁與足量的酸、堿分別反應產生H2的物質的量相等消耗H、OH的物質的量之比為：n(H)n(OH)31(2)足量的鋁分別與等物質的量的鹽酸和氫氧化鈉反應。消耗Al的物質的量之比為13生成H2的物質的量之比為13(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸或氫氧化鈉溶液反應，若產生氫氣的體積比為，則必定是：鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足。鋁與氫氧化鈉反應時，鋁不足而氫氧化鈉過量。解

8、題時應充分利用上述過量關系快速求解。3用鋁箔(刺些小孔)包裹的鈉投入水中，H2的計算應考慮兩方面：鈉跟水反應：2Na2H2O=2NaOHH2；Al再與NaOH溶液反應：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。前者據Na計算H2，后者據Al和NaOH中的不足的一種計算H2。方法指導(1)等量的Al與足量的酸或強堿溶液反應產生等量H2從電子轉移角度分析得出AlAl3，AlAlO(2)Al的特征性質與強堿溶液和酸均反應常用于推斷題，計算題考查。重難點四、物質的量在化學方程式計算中的應用1物質的量等概念運用于化學方程式的計算依據化學方程式中各物質的化學計量數之比等于相應物質的粒子數之比，等于各

9、物質的物質的量之比(若為氣體還等于相應的體積之比)。2物質的量應用于化學方程式計算的解題步驟(1)設：設出的未知數直接用各物理量的符號表示，如設參加反應的NaOH溶液的體積為VNaOH(aq)，并且不帶單位。同時未知數的確定應合理利用化學方程式中的橫向和縱向聯系，使運算簡便。(2)寫：根據題意寫出并配平反應的化學方程式，并注意隱含條件。在方程式相關物質下面注明相應的關系量，比較復雜的數量關系可先化簡。(3)聯：建立未知數和已知數之間的定量關系，把已知和未知的量分別寫在化學方程式中有關的化學式下面。(4)列：將有關的幾個量列出比例式，求出要求的量，計算時都要帶單位(已知量帶單位，未知量不帶單位)

10、。例如：H21 moln(H2)Cl271gm(Cl2)=2HCl2×22.4LV(HCl)則有(5)解：運用數學工具選取容易解決的突破口求解。(6)答：簡明的寫出答案。3根據化學方程式計算需要注意的問題(1)化學方程式所表示的是純凈物質之間的量的關系，所以不純物質的質量只有換算成純凈物質的質量，才能按化學方程式列出比例式進行計算。(2)在列比例式時，必須做到“左右單位相當，上下單位相同”。(3)各物理量及單位、物質的名稱、公式等盡量用符號表示。各物理量要注明所表示物質(或微粒)的符號。設未知數直接用各物理量符號表示。(4)計算式中未知數不能帶單位，已知量都要代入單位。應用指南如果是

11、離子反應，可以根據離子方程式進行計算。如果是氧化還原反應，也可以利用電子轉移關系進行有關計算。【典例精講】題型1 Na與鹽溶液的反應【例1】在課堂上，老師演示了金屬鈉與CuSO4溶液反應的實驗，同學們觀察到該反應中生成了藍色的Cu(OH)2沉淀，而沒有發現銅單質。但某同學想，會不會是因為生成的銅較少而被藍色沉淀所覆蓋從而沒有被發現呢？于是他想課后到實驗室繼續探究，希望進一步用實驗來驗證自己的猜測是否正確。假如你是該同學，請你寫一份實驗準備單交給老師，要求老師提供必需的用品。(1)實驗探究的目的：_。(2)探究所依據的化學原理：_。(3)實驗必需的用品：小刀、玻璃片、濾紙、和；金屬鈉、和。該同學

12、在探究實驗中意外地發現生成的藍色沉淀中混有少量的黑色難溶物，而所使用的藥品均沒有問題，你認為該黑色難溶物是(填化學式)，生成該黑色難溶物的原因是_。解析(1)根據該同學的設想可知其探究實驗的目的是驗證Na與CuSO4溶液反應是否有銅生成。(2)由于Cu(OH)2是難溶性的堿，可與稀酸反應，而Cu不與稀鹽酸(或稀硫酸)反應，故只需將所得沉淀加入稀鹽酸(或稀硫酸)，看沉淀是否完全溶解即可。(3)由實驗目的可知實驗分兩步進行：金屬鈉與CuSO4溶液作用制備Cu(OH)2沉淀，所給必需品缺少鑷子、燒杯和CuSO4溶液；將制得的Cu(OH)2沉淀溶于稀酸，缺少的試劑為稀鹽酸或稀硫酸。由于鈉與水反應放熱，

13、會使生成的Cu(OH)2部分分解，Cu(OH)2CuOH2O，故黑色物質為CuO。答案(1)驗證鈉與硫酸銅溶液反應是否有銅生成(2)Cu(OH)2可溶于稀鹽酸而Cu不溶(3)鑷子燒杯CuSO4溶液稀鹽酸(或稀硫酸)CuO鈉與水反應放出的熱使生成的Cu(OH)2部分分解：Cu(OH)2CuOH2O金屬鈉與鹽溶液反應，不可能置換出金屬單質，這是因為鈉首先要和溶液中的水反應生成NaOH和H2，而后生成的NaOH可能會與鹽溶液中的溶質發生復分解反應。題型2 鋁與O2的反應【例2】將一塊鋁箔，用砂紙打磨表面后，在酒精燈上加熱至熔化，下列說法正確的是()A.熔化的是鋁 B熔化的是Al2O3C熔化物滳落 D

14、.熔化物迅速燃燒解析打磨掉氧化膜的鋁又迅速被O2氧化為Al2O3(致密的氧化膜)包裹在Al的表面，保護里面的Al不被繼續氧化，故不能迅速燃燒，D錯；金屬鋁表面存在致密的氧化膜，構成氧化膜的Al2O3的熔點比Al高，當加熱到Al熔化時，Al2O3薄膜依然存在，里面熔化的鋁不會滴落，A正確，B、C錯。答案A1.常見金屬Mg、Al的氧化膜對金屬本身有保護作用，能防止金屬進一步被氧化；而Na、Ca、Fe、Zn等金屬的氧化膜無此保護作用。2.有關Mg、Al參加反應的實驗要除去表面的氧化膜。題型3金屬與酸的反應【例3】(1)分別取W g鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應，在相同條件下產生氫氣的體積比是。(2)分別

15、取0.1 mol鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應，在相同條件下產生氫氣的體積比是。(3)若產生相同物質的量的氫氣，所需鈉、鐵、鋁的質量比是。(4)若產生相同體積(同溫同壓)的氫氣，所需鈉、鐵、鋁三種金屬的物質的量之比是。(5)若將0.2 mol金屬鈉、鐵、鋁分別投入10 mL 1 mol/L鹽酸中，在標準狀況下產生氫氣體積大小順序是。解析(1)W g鈉、鐵、鋁的物質的量分別為W/23molW/56 mol、W/27mol，由鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應的方程式：2Na2HCl=2NaClH2；Fe2HCl=FeCl2H2；2Al6HCl=2AlCl33H2，得到：2 mol鈉生成1 mol氫氣，1 m

16、ol鐵生成1 mol氫氣，2 mol鋁生成3 mol氫氣，所以生成氫氣的體積比為W/46 molW/56 molW/18 molW/23W/28W/9；同理可得到(2)、(3)、(4)的結果；(5)本小題中的鈉、鐵、鋁相對于鹽酸來說是過量的，但由于過量的鈉會與水反應生成氫氣，所以鈉生成的氫氣為0.1 mol，而鐵、鋁與鹽酸反應由于金屬過量，所以根據鹽酸計算生成的氫氣，所以得到鈉放出的氫氣最多，而鐵、鋁反應放出的氫氣相等。答案(1)1/231/281/9(2)123(3)23289(4)632(5)NaFeAlNa與酸溶液反應，Na過量時，與水繼續反應放出H2。但Mg、Al過量時與水均不反應。

17、1.等質量的金屬與足量的酸反應，置換出H2的物質的量與金屬化合價（n）和金屬相對原子質量的比值成正比。2.相同物質的量的金屬與足量的酸反應產生氫氣的量之比等于反應后對應金屬呈現的化合價之比。3.若產生相同量的氫氣，所需金屬的物質的量之比等于反應后對應金屬呈現的化合價的倒數比。4.若產生相同量的氫氣，所需金屬的質量比等于失去1 mol電子時金屬的質量比。題型4 Al與酸、堿反應的關系【例4】鋁分別與足量的稀鹽酸和足量氫氧化鈉溶液反應，當兩個反應放出的氣體在相同狀況下體積相等時，反應中消耗的HCl和NaOH的物質的量之比為()A.11B21C31D.13解析有關化學反應的方程式如下：2Al6HCl

18、=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2由此可知，在同溫同壓下生成等體積(也是等物質的量)的H2時，消耗的HCl與NaOH的物質的量之比為6231。答案C等質量的Al分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應放出的H2的物質的量相等（根據方程式或電子守恒判斷），誤認為消耗的鹽酸和NaOH的物質的量相等。鋁與鹽酸、NaOH溶液的反應，還原劑為Al，由電子守恒知：生成等量的H2，消耗Al的物質的量相等，即生成等物質的量的AlCl3、NaAlO2，根據Cl-、Na+守恒得所需HCl和NaOH的物質的量之比為31。（1）等量的Al分別與足量的稀鹽酸和NaOH溶液反應。生成H2的物質的

19、量相等，消耗H+、OH-的物質的量之比為n（H+）n（OH-）=31（2）足量的Al分別與等物質的量的鹽酸和NaOH溶液反應生成H2及消耗Al的物質的量之比為13。題型5金屬混合物成分的判斷【例5】由鐵、鋅、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10 g，與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標準狀況下為11.2 L，則混合物中一定含有的金屬是()A.鐵 B鋅 C鋁 D.鎂解析解法一：用極值思想和下列金屬與酸反應生產H2的關系式，很容易求解。由此很快算出，產生標準狀況下11.2 L的H2時，需要各金屬的質量分別是：m(Zn)32.5 g，m(Fe)28 g，m(Mg)12 g，m(Al)9 g10 g。只有

20、當Al與其他任意一種金屬混合才可能。解法二：平均相對原子質量法。先假定所有金屬化合價為2價，求出混合物的平均相對原子質量1011.222.4，則20，M(Zn)、M(Fe)、M(Mg)均大于20。鋁作為2價時，相對原子質量可折算為27×1820，則必含Al。解法三：平均摩爾電子質量法生成11.2 L的H2需轉移1 mole，即金屬的平均摩爾電子質量為10 g·mol1，其中Mg、Fe、Zn、Al的平均摩爾電子質量分別為12 g·mol1、28 g·mol1、32.5 g·mol1和9 g·mol1只有Al的小于10 g·mo

21、l1，故一定含有Al。答案C1金屬與水、酸或堿反應產生H2的物質的量的關系為：1 mol Mmol H2(M代表金屬，n代表金屬化合價)。2兩種物質混合后參加反應或某反應生成兩種物質的混合物可以采用極值法和平均值法。 因為不知道混合物中各成分的含量。我們可以按兩個極限來計算出一個范圍，再進行討論。【自測題】1下列說法錯誤的是() A.鈉在空氣中燃燒時先熔化，再燃燒，最后所得產物為Na2OB鎂因在空氣中形成了一薄層致密的氧化膜保護了里面的鎂，故鎂不需要像鈉似的特殊保護C鋁制品在生活中應用非常普遍，是因為鋁不活潑D.鐵因在潮濕的空氣中生成的氧化物疏松，不能保護內層金屬，故鐵制品往往需涂保護層答案A

22、C解析Na在空氣中的燃燒產物主要有Na2O2；鋁的化學性質較活潑，其表面易被氧化成一層致密的氧化膜。2在燒杯中加水和苯(密度：0.88 g/cm3)各50 mL。將一小粒金屬鈉(密度：0.97g/cm3)投入燒杯中。觀察到的現象可能是()。A.鈉在水層中反應并四處游動B鈉停留在苯層中不發生反應C鈉在苯的液面上反應并四處游動D.鈉在苯與水的界面處反應并可能上、下跳動答案D解析苯與水互不相溶而分層，水的密度較大在下層，苯的密度較小在上層。鈉的密度介于苯和水的密度之間，鈉的位置在苯和水的位置之間。鈉與苯不發生化學反應，鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，氫氣推著鈉粒向上運動。鈉粒上升到苯中失去了氫氣的推動

23、力以后，在重力的作用下又回到了苯與水的交界處。這時的鈉粒再次重復先上浮后下落的現象，直到鈉粒消失為止。3將鈉、鎂、鋁各0.3 mol分別放入100 mL 1 mol·L1的鹽酸中，在同溫、同壓下產生的氣體體積比是()A.123 B632C311 D.111答案C解析0.3 mol Na、Mg、Al對100 mL 1 mol·L1的HCl都過量，產生的H2應該由鹽酸決定，即相等，但鈉可與鹽酸中的水反應，故0.3 mol鈉全部反應后的H2應為0.15 mol，所以三者產生的氣體體積比應為0.15311。4某學習小組用如圖所示裝置測定鋁鎂合金中的鋁的質量分數和鋁的相對原子質量。(

24、1)A中試劑為 。(2)實驗前，先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 。(3)檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，需進行的操作還有：記錄C的液面位置；將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，稱重；待B中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄C的液面位置；由A 向B滴加足量試劑；檢查氣密性。上述操作的順序是_(填序號)；記錄C的液面位置時，除視線平視外，還應。(4)B中發生反應的化學方程式為 。(5)若實驗用鋁鎂合金的質量為a g，測得氫氣體積為b mL(已換算為標準狀況)，B中剩余固體的質量為c g，則鋁的相對原子質量為。(6)實驗過程中，若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得的質量分數將(填“

25、偏大”“偏小”或“不受影響”)。答案(1)NaOH溶液(2)除去鎂鋁合金表面的氧化膜(3)使D和C的液面相平(4)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(5)(6)偏小解析(1)觀察實驗裝置圖可知是用量氣法完成實驗目的，故A中應盛NaOH溶液，在B中發生2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2的反應。(2)目的是除去鋁鎂合金表面的氧化膜。(3)正確順序應為；為使C中氣體的壓強相等，還應使D與C液面相平。(5)據2 Al2 mol3 H23 mol(6)據w(Al)×100%的計算公式可知未洗滌不溶物會造成Al的質量分數偏小。5某無色透明的溶液，能跟金屬鋁反應放出氫氣。依

26、據反應后鋁元素存在的狀態，判斷下列離子中哪些在反應前后的溶液里始終可以大量存在？需要做出判斷的離子是：Mg2、Cu2、Ba2、H、Ag、SO、SO、CO、OH、Cl(1)當生成Al3且有金屬鋁剩余時，可能存在的離子是_。(2)當生成AlO且有金屬鋁剩余時，可能存在的離子是_。答案(1)Mg2、SO(或Ba2)、Cl(2)Ba2、Cl解析因溶液無色，故無Cu2，由于生成Al3且有金屬鋁剩余，則反應前溶液呈酸性，SO、CO、OH不能存在；反應后剩余Al，則Ag不能存在。可能存在的離子有Mg2、Cl、Ba2(或SO)。由于生成AlO且有金屬鋁剩余，則反應前溶液呈堿性，Mg2、Ag、H不能存在，必存在

27、Ba2，則SO、SO、CO不能存在；Cl有可能存在。6有一塊表面被氧化成氧化鈉的金屬鈉，質量是10.8 g。將它投入到100 g水中完全反應后，收集到0.2 g氫氣(已知Na2OH2O=2NaOH)，試計算：(1)未被氧化的金屬鈉的質量是多少克？(2)被氧化成氧化鈉的金屬鈉的質量是多少克？(3)反應后所得溶液中溶質的質量分數。答案(1)4.6 g(2)4.6 g(3)14.5%解析由m(H2)m(Na)m(Na2O)被氧化的m(Na)生成NaOH的質量生成NaOH的質量總NaOH的質量2Na2×23m(Na)2H2O=2NaOH2×40m(NaOH)H220.2 gm(Na

28、)4.6 g，m(NaOH)8 gm(Na2O)10.8 g4.6 g6.2 g由4NaO2=2Na2O，Na2OH2O=2NaOH可知存在關系：Na2O626.22Na2×23m(Na)2NaOH2×40m(NaOH)m(Na)4.6 gm(NaOH)8 g所以，未被氧化的Na為4.6 g，被氧化成氧化鈉的金屬Na為4.6 g，溶液中溶質的質量分數為：w(NaOH)×100%14.5%。第1課時金屬與非金屬酸和水的反應【考點講練】1下列關于金屬鈉的敘述中，說法正確的是()A.Na在空氣中燃燒，發出黃色火焰BNa在空氣中燃燒，產物是Na2OCNa是銀白色金屬，硬度

29、大，熔點高D.Na可以在空氣中穩定存在答案A解析金屬鈉的硬度小，熔點低，其化學性質非常活潑，在空氣中很快就被氧化為氧化鈉，若點燃，則發出黃色火焰，產物為Na2O2。2將11.5 g鈉、9 g鋁、28 g鐵分別投入200 mL 1 mol/L的鹽酸中，下列分析結果正確的是()A.鈉與鹽酸反應最劇烈，產生的氣體最多B鋁與鹽酸反應的速率僅次于鈉，但產生的氣體最多C鐵與鹽酸反應產生的氣體比鈉多D.反應結束時產生的氣體一樣多答案A解析已知金屬與鹽酸量，計算放出H2的量時，要先判斷誰過量，鈉與酸、堿、鹽等的水溶液反應時，生成H2的量均據Na計算，反應的劇烈程度由金屬的活潑性決定，即鈉最劇烈，其次是鋁。鈉、

30、鋁、鐵物質的量依次為 mol、 mol、 mol，HCl物質的量均為0.2 mol，金屬過量。可見，鋁、鐵與鹽酸反應時生成H2一樣多，均為0.1 mol。Na先與酸反應，后與H2O反應，共生成H2 0.25 mol。規律總結金屬與酸反應先比較金屬與酸的量，應按少量的物質進行計算產生H2的量，若酸不足，則Na可以完全反應，產生H2按Na計算，Mg、Al則按酸的量來計算。 【課時作業】1取一塊金屬鈉放在燃燒匙里加熱，觀察到下列實驗現象：金屬先熔化；在空氣中燃燒，放出黃色火花；燃燒后得白色固體；燃燒時火焰為黃色；燃燒后生成淺黃色的固體物質。描述正確的是()A. B. C. D.答案D解析鈉的熔點只有

31、97.81，受熱時立即熔化；鈉是一種很活潑的金屬，受熱時與氧氣化合生成過氧化鈉，呈淡黃色；鈉燃燒時火焰為黃色；點評Na與O2反應常溫下生成Na2O，為白色固體；加熱時生成Na2O2，為淡黃色固體。反應條件不同，產物不同。2金屬鈉分別與下列溶液反應時，既有氣體放出又有白色沉淀生成的是()A.鹽酸 B氯化鈉 C氯化銅 D.氯化鎂答案D解析金屬鈉與鹽酸、氯化鈉溶液反應，只生成H2，與CuCl2溶液反應生成H2和Cu(OH)2藍色沉淀。3相同物質的量的鈉、鎂、鋁分別與足量的鹽酸反應，生成氫氣最多的是()A.鈉 B鎂 C鋁 D.一樣多答案C 解析鈉是一價金屬、鎂是二價金屬、鋁是三價金屬，所以等物質的量的

32、鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應時生成的氫氣之比為1/213/2123，所以鋁放出的氫氣最多。4向一小燒杯中分別加入等體積的水和苯，片刻后再向該燒杯中加入綠豆大小的金屬鈉，可能觀察到現象是(苯)0.87 g·cm3，(Na)0.97 g·cm3()答案A解析鈉的密度比水小，比苯大，故浮在水面上沉在苯底部。5將一小塊鈉投入盛飽和澄清石灰水的試管里，不可能觀察到的現象是()A.熔成小球并在液面上游動B有氣體生成C溶液底部有銀白色物質生成D.溶液變渾濁答案C解析將鈉投入飽和石灰水后，鈉立即與水劇烈反應，熔成小球，四處游動。由于鈉與水反應減少了溶劑的量，同時該反應的是放熱反應，使溶液溫

33、度升高，Ca(OH)2溶解度減小，會使部分Ca(OH)2析出，溶液變渾濁。 6將4.6 g鈉投入到95.4 g水中，所得溶液中溶質的質量分數()A.等于4.6% B等于8%C大于8% D.小于8%答案C解析設生成NaOH的質量為x，生成H2的質量為y2Na46 g4.6 g2H2O36 g=2NaOH80 gxH22 gyx8 gy0.2 g則此時NaOH的質量分數為：w(NaOH)×100%8.02%7將金屬鈉投入到下列物質的溶液中，溶液的質量不會減輕的是()A.HClBCuSO4CMgCl2D.Ca(HCO3)2答案A解析溶液質量的變化取決于加入物質與逸出氣體和析出沉淀的質量之差

34、。若此差值大于等于零，則溶液質量不會減輕。8在常溫下，Fe與水并不起反應，但在高溫下，Fe與水蒸氣可發生反應。如下圖所示裝置，在硬質玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱，并通入水蒸氣，就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應實驗”。請回答該實驗中的問題(1)寫出鐵在高溫下與水蒸氣反應的化學方程式：_。(2)干燥管C內盛放的藥品是，作用是，干燥管的(填“m”或“n”)端與g導管相連接。(3)在D處畫出用簡單方法(用試管)來收集氫氣的裝置圖(所需其他儀器自己選擇)。(4)怎樣用簡單的方法檢驗收集到的氣體是氫氣，簡述實驗操作步驟和現象_。(5)圓底燒瓶中盛裝的是水，該裝置受熱后的主要作用是；燒瓶底

35、部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是_。(6)玻璃管中石棉絨的作用是_。實驗開始時應先點燃，理由是_，實驗結束時，應先熄滅_。(7)若點燃從干燥管中導出的氫氣，則必須_。這一操作的目的是。答案(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(2)堿石灰或固體NaOH、CaO、無水CaCl2等除去H2中的水蒸氣n(3)(如右圖，向下排空氣法，導管口伸入試管底部)(4)收集一試管氣體，用拇指堵住試管口，靠近酒精燈火焰，松開拇指，能燃燒或發出爆鳴聲，說明收集的是H2(5)為硬質玻璃管內Fe與水蒸氣的反應實驗提供持續不斷的水蒸氣防止暴沸(6)鐵粉的載體，增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積酒精燈先點燃酒精燈，產生水蒸氣

36、排凈硬質玻璃管中的空氣后，再點燃酒精噴燈，防止Fe與O2反應酒精噴燈(7)檢驗H2的純度防止點燃時，H2因含有O2而爆炸解析本題以H2的干燥、收集、檢驗為載體，綜合考查對實驗基本操作、儀器使用的掌握程度及實驗設計能力。(1)書寫方程式時，注意反應的條件(高溫)和產物(Fe3O4，不是Fe2O3)。(2)應選固體干燥劑，雖然濃H2SO4可用作干燥劑，但為液體不可選用。(3)應采用向下排空氣法，作圖時注意導管的位置。(4)檢驗H2采用點燃“爆鳴”實驗。(5)加熱水制水蒸氣，控制水蒸氣量不宜過大，加碎瓷片防止暴沸。(6)石棉絨耐高溫且性質穩定是鐵粉的載體，增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積。實驗時，應先加熱

37、燒瓶，產生水蒸氣排出裝置中的空氣后，再加熱玻璃管，防止鐵粉氧化。實驗結束時，撤去酒精噴燈，不提供高溫條件，反應自行結束。(7)可燃性氣體點燃之前均要檢驗氣體純度，防止不純氣體燃燒時發生爆炸。拓展延伸1.Fe與H2O(g)、H2與CuO、CO與CuO反應裝置均為氣固氣的裝置，且都是先用氣體排出裝置的空氣，再加熱固體。Fe與H2O(g)的反應是防止Fe被氧化，H2與CuO的反應和CO與CuO的反應是防止H2、CO與O2反應發生爆炸。實驗結束時，均先停止加熱固體，后停止通氣體。2實驗時應注意安全，如不純氣體燃燒爆炸等。9某校學生課外活動小組為測定Na元素的相對原子質量，設計的裝置如圖，該裝置(包括水

38、和干燥劑)的總質量為a g，從實驗室取出b g(不足量)的鈉放入水中，塞緊瓶塞，完全反應后再稱量此裝置的總質量為c g。試回答：(1)實驗室取用一小塊鈉，需要的用品有_。(2)此干燥管的作用是：_，若不用此干燥管，則測出的相對原子質量會比實際相對原子質量_(填“偏大”“偏小”或“不變”，下同)，若此鈉塊中有極少量被氧化，則會_。(3)有甲同學建議在圖中干燥管上再連一同樣干燥管，其目的是，計算鈉的相對原子質量的表達式為。(4)有乙同學為避免由于行動不夠迅速產生偏差，又建議在集氣瓶中再加入一定量煤油，其目的是_。答案(1)濾紙、小刀、鑷子、玻璃片(2)吸收水蒸氣，避免集氣瓶中水蒸氣逸出偏小偏大(3

39、)避免空氣中水蒸氣被干燥劑吸收(4)避免鈉投入后，立即與水反應，來不及塞上塞子解析本題通過定量實驗綜合考查鈉的取用、鈉的物理、化學性質。原理是根據鈉與水的反應，通過測定一定質量的鈉與過量的水反應生成氫氣的質量，來求出鈉的相對原子質量。10有人設計出一種在隔絕空氣下讓鈉與水反應的方法，利用煤油來控制反應速率。使學生能仔細觀察到各種實驗現象。該方法簡便、完全、現象明顯、有趣味性，實驗裝置如圖所示。如圖所示將6 mm×50 mm玻璃管和長頸漏斗插入橡皮塞孔中，玻璃管外套上30 mm的乳膠管，乳膠管上再接6 mm×30 mm金屬尖嘴管，乳膠管上夾上彈簧夾。實驗時，往100 mL的大

40、試管中先加入40 mL煤油，取3粒米粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上橡皮塞，通過漏斗加滿滴有酚酞的水。根據反應中觀察到的現象，回答下列問題。(1)金屬鈉變化的現象是_。(2)大試管中溶液顏色的變化是_。(3)裝置中液面的變化分別是：大試管中_；長頸漏斗中。(4)簡述檢驗產生氣體的方法：_。答案(1)鈉在煤油中逐漸下沉，至水面時與水發生反應，熔化成銀白色小球，生成的H2推動鈉上浮至煤油層，當H2逸出，鈉又回落至界面與水反應，如此反復多次，最后完全消失(2)溶液從上至下逐漸由無色變為紅色(3)液面逐漸下降液面逐漸上升(4)當漏斗中液面上升到一定高度后，打開彈簧夾點燃氣體，有淡藍色火焰產生，即可證明有

41、氣體產生。解析由于鈉的密度比水小，比煤油大，所以鈉在煤油與水的界面處漂浮。鈉與水反應產生的氣體在逸出過程中把鈉帶入煤油層，鈉在重力作用下再回到界面。反復多次，直至鈉完全消失。產生的氣體聚集在大試管上部，把液體反壓到長頸漏斗中。備課資源有人設計了如圖所示的實驗裝置。目的是做鈉與水反應的實驗并驗證：鈉的物理性質；鈉與水反應的產物是什么？鋁是否能與NaOH溶液反應。(1)當進行適當操作時還需要的儀器有_。(2)如何進行操作？_。(3)實驗現象是_。答案(1)小試管和酒精燈(2)將鋁條上提，使鈉塊落入水中，將小試管扣在導管上收集反應產生的氣體，用拇指堵住試管口移近酒精燈，松開拇指點燃試管中的氣體，鈉塊

42、反應完畢后，再將鋁條伸入溶液中(3)鈉浮在水面上，很快熔化成閃亮的小球，并逐漸消失，水溶液由無色變成紅色，點燃小試管中的氣體時，有尖銳的爆鳴聲，鋁條伸入溶液中后，與NaOH溶液反應并有氣泡放出解析(1)由于實驗目的是做Na和水的反應實驗，驗證鈉的物理性質并驗證鈉和水反應的產物是什么，所以要收集產生的氣體，并驗證氣體的可燃性，故還需用小試管和酒精燈。(2)要由鈉和水的反應來驗證鈉的物理性質，使鈉塊與水接觸，就要想辦法將鈉塊放入水中：將大頭針向上提，使鈉塊落入水中，將小試管扣在細玻璃上收集反應產生的氣體，用拇指堵住小試管口，靠近酒精燈，松開拇指點燃試管中的氣體。(3)觀察到的現象是鈉浮在水面上很快

43、熔化成小球，并逐漸消失，水溶液由無色變成紅色；點燃小試管中的氣體時，有尖銳的爆鳴聲。備課資源利用下圖裝置可以測定一定質量的鈉與水反應產生的H2的體積。(1)為達到該實驗目的，應選用裝置B+C：_。和。(2)實驗開始，欲使鈉與水接觸反應，應如何操作？。(3)已知有關物質的密度。(K)：0.86 g·cm3，(Na)：0.97 g·cm3，(煤油)：0.8 g·cm3。如果將鈉換成相同大小的鉀進行上述實驗，結果鉀反應所用的時間比鈉反應完所用的時間(填“長”或“短”)，其原因是。答案(1)C(2)把大頭針向下插入水中(3)短相同大小的鉀的質量比鈉小；鉀比鈉與水反應更快更

44、劇烈備課資源在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應，可以得到鐵的氧化物。該氧化物又可以經過此反應的逆反應，生成顆粒很細的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應活性，在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請分別用如下圖所示的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實驗中必須使用普通鐵粉和6 mol/L的鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網、加熱設備等在圖中均已略去)。填寫下列空白：(1)實驗進行時試管B+C：_。中應加入的試劑是；燒瓶B的作用是；燒瓶C的作用是；在試管D中收集得到的是。(2)實驗時，U形管H：_。中應加入的試劑是_；長頸漏斗H中應加入_。(3)兩套裝置中

45、，在實驗時需要加熱的儀器是(填該儀器對應的字母)_。(4)試管E中發生反應的化學方程式是_。(5)為了安全，在E管中反應發生前，在F出口處必須；E管中反應開始后，在F出口處應。答案(1)普通鐵粉作為水蒸氣發生器防止倒吸氫氣(2)堿石灰(固體NaOH、CaO等堿性干燥劑)6 mol/L HCl溶液(3)ABE(4)Fe3O44H23Fe4H2O(5)檢驗氫氣的純度點燃氫氣解析根據題意可知，該題中發生了三個化學反應：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2Fe3O44H23Fe4H2O用6 mol/L的HCl溶液和較活潑的金屬(通常用Zn)制取H2：Zn2HCl=ZnCl2H2在題中給出二個裝置，甲圖

46、為由水蒸氣和鐵反應裝置，因為D為集氣裝置，無氫氣發生裝置。乙圖是H2還原Fe3O4裝置，用于制取“引火鐵”。因圖中有氫氣制取裝置(I)，判斷出這兩個裝置的用途后再進行解答。(1)中有四問：由于甲裝置是Fe的氧化裝置，故A中裝有普通鐵粉；B是制取水蒸氣的裝置；C的作用是安全瓶，防止水槽內水倒吸；試管D中收集的氣體，當然是H2。(2)U形管的作用是提純、干燥氫氣，應用固體NaOH或堿石灰等固體干燥劑。因制取過程H2中混有少量的HCl氣體和水蒸氣，在干燥H2的過程中一并去除HCl氣體。(3)需要加熱的儀器有：A，Fe與水蒸氣需在高溫下反應；B，需加熱制取水蒸氣；E，H2還原Fe3O4需加熱時完成。(

47、4)在試管E中發生H2還原Fe3O4的反應：Fe3O44H23Fe4H2O(5)因為H2和O2混合點燃或加熱時可能爆炸，所以H2在使用時要檢驗純度，多余的氫氣要燃燒掉或導出室外，以避免室內空氣混合爆炸。點撥該題解題關鍵在于找到哪個裝置用于制什么。根據還原鐵的氧化物用到H2，H2是由6 mol/L的鹽酸制取，所以制“引火鐵”裝置中一定要有氫氣制取裝置，再分析各裝置的作用，進行各項的解答。第2課時鋁和氫氧化鈉溶液的反應及物質的量在化學計算中的應用【考點講練】1把一質量為2.3 g的鈉用一鋁箔(上面用針刺有許多小孔)包好，放入到足量水中，理論上可收集到氫氣(標準狀況下)()A.1.12 L B.2.24 LC略大于1.12 LD.略小于1.12 L答案C解析本題中鈉與水反應，生成氫氣的物質的量為0.05 mol，產生0.1 mol的氫氧化鈉，鋁箔又與產生的氫氧化鈉溶液反應生成氫氣，故收集到的氫氣應大于0.05 mol。知識點二物質的量在化學方程式計算中的應用21.15 g金屬鈉與水反應后，得到100 mL溶液，試計算：(1)生成的氣體在標準狀況下是多少毫升？(2)反應后所得溶液的物質的量濃度是多少？答案(1)560 mL(2)0.5 mol·L1解析根據物質的量、質量和摩爾質量的關系，先計算出1.15 g鈉的物質的量，然后根據化學反應中各物質之間