2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第三章 金屬及其化合物 第一節(jié) 第2課時《金屬與酸和水的反應(yīng)》知識點(diǎn)歸納及例題解析 新人教版必修1.doc

第2課時金屬與酸和水的反應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.會描述鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象，并能解釋產(chǎn)生現(xiàn)象的原因，會正確書寫化學(xué)方程式和離子方程式。2.通過實(shí)驗完成鐵與水蒸氣的反應(yīng)，并會檢驗產(chǎn)物、書寫化學(xué)方程式。一金屬與酸的反應(yīng) 1.分別寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：(1)鈉與鹽酸反應(yīng)_；(2)鎂條放入稀硫酸中_；(3)金屬鋁溶于鹽酸中_。答案(1)2Na2HCl=2NaClH2(2)MgH2SO4=MgSO4H2(3)2Al6HCl=2AlCl33H22.相同物質(zhì)的量的鈉、鎂、鋁三種金屬分別與足量的鹽酸反應(yīng)：(1)反應(yīng)劇烈程度最大的是_；(2)完全反應(yīng)后，產(chǎn)生氫氣最多的是_；(3)相同條件下，三種金屬產(chǎn)生氫氣的體積比是_。答案(1)鈉(2)鋁(3)123解析(1)金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度取決于金屬的活動性，金屬的活動性越強(qiáng)，與酸反應(yīng)就越劇烈，所以鈉與酸反應(yīng)的劇烈程度最大，劇烈程度最小的是鋁。(2)相同物質(zhì)的量的三種金屬中，鈉失去電子數(shù)最少，鋁失去電子數(shù)最多，所以鋁產(chǎn)生的氫氣的量最多。(3)因為1 mol鈉可轉(zhuǎn)移1 mol電子，1 mol鎂可轉(zhuǎn)移2 mol 電子，1 mol鋁可轉(zhuǎn)移3 mol電子，所以相同物質(zhì)的量的三種金屬鈉、鎂、鋁轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比為123(即它們呈現(xiàn)的化合價之比)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比為123。歸納總結(jié)金屬與酸的反應(yīng)(1)金屬活動性順序表中氫以前的金屬較活潑，一般能與酸反應(yīng)生成鹽和氫氣。金屬的活潑性越強(qiáng)，與酸反應(yīng)就越劇烈。(2)金屬與酸發(fā)生置換反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是金屬與酸電離出的H之間的反應(yīng)，金屬失去電子被氧化，H得到電子被還原。1.相同物質(zhì)的量的鋁、鐵分別與足量鹽酸反應(yīng)時放出氫氣的體積比是_；相同質(zhì)量的鋁、鐵與足量鹽酸反應(yīng)時放出氫氣的體積比是_。答案32(或289)解析相同物質(zhì)的量的鋁、鐵分別與足量的鹽酸反應(yīng)時，產(chǎn)生氫氣的體積比等于鋁、鐵呈現(xiàn)的化合價之比，即32。相同質(zhì)量的鋁、鐵分別與足量鹽酸反應(yīng)時，失去電子的物質(zhì)的量之比為(3)(2)289，即為產(chǎn)生氫氣的體積比。二鈉與水的反應(yīng)在小燒杯中加入約1/2的水，滴入12滴酚酞溶液，將切好的鈉投入到水中，蓋上表面皿，觀察實(shí)驗現(xiàn)象。填寫下表：實(shí)驗現(xiàn)象原因分析鈉浮在水面上鈉的密度比水小鈉熔成光亮小球反應(yīng)放熱且鈉的熔點(diǎn)低四處游動生成氣體發(fā)出“嘶嘶”的響聲，且很快消失反應(yīng)劇烈溶液變紅色反應(yīng)生成物顯堿性歸納總結(jié)鈉與水的反應(yīng)(1)鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Na2H2O=2NaOHH2，氧化劑是H2O，還原劑是Na，離子方程式是2Na2H2O=2Na2OHH2。(2)鈉與酸溶液反應(yīng)鈉與酸反應(yīng)時先與酸中的H反應(yīng)，如：2Na2HCl=2NaClH2。如果鈉過量，鈉把酸消耗盡之后，再與水反應(yīng)。(3)鈉與堿溶液反應(yīng)實(shí)質(zhì)就是鈉與水的反應(yīng)。(4)鈉與鹽溶液反應(yīng)：鈉與鹽溶液反應(yīng)時先與水反應(yīng)，它包括兩種情況：如果鹽溶液中的溶質(zhì)與氫氧化鈉不反應(yīng)，只發(fā)生鈉與水的反應(yīng)。如果鹽溶液中的溶質(zhì)與氫氧化鈉反應(yīng)，則會發(fā)生兩個反應(yīng)，如鈉與硫酸銅溶液的反應(yīng)：2Na2H2O=2NaOHH2；2NaOHCuSO4=Cu(OH)2Na2SO4。2.將0.2 mol金屬鈉投放到10 mL 1 molL1鹽酸中：(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式是_；(2)反應(yīng)完全后在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氫氣的體積是_。答案(1)2Na2HCl=2NaClH2、2Na2H2O=2NaOHH2(2)2.24 L解析鹽酸的物質(zhì)的量是0.01 L1 molL10.01 mol<0.2 mol，鈉過量。鈉與鹽酸反應(yīng)，不僅要考慮鈉與鹽酸的反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，而且要特別注意在鈉過量時，還會與水反應(yīng)也產(chǎn)生氫氣，所以0.2 mol鈉完全反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣0.1 mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.1 mol22.4 Lmol12.24 L。理解感悟鈉的性質(zhì)簡單記憶法：銀白輕低軟，傳導(dǎo)熱和電，遇氧產(chǎn)物變，遇氯生白煙，浮熔游響紅，遇水記五點(diǎn)，遇酸酸優(yōu)先，遇鹽水在前。三鐵與水蒸氣的反應(yīng)設(shè)計如圖所示裝置，完成鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗，觀察實(shí)驗現(xiàn)象，填寫下表。實(shí)驗裝置與操作實(shí)驗現(xiàn)象原因解釋用酒精噴燈加熱還原鐵粉C試管產(chǎn)生氣泡，液面下降有氣體產(chǎn)生C試管收集滿氣體后點(diǎn)燃有爆鳴聲反應(yīng)產(chǎn)生氫氣實(shí)驗結(jié)論鐵在高溫下能與水蒸氣反應(yīng)，其化學(xué)方程式是3Fe4H2O(g)Fe3O44H23.某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗，并檢驗產(chǎn)物的性質(zhì)，請回答下列問題：(1)A裝置的作用是_，燒瓶底部放碎瓷片的作用是_。(2)寫出裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_，該反應(yīng)中氧化劑是_，氧化產(chǎn)物是_。(3)D的作用是_。(4)E中的實(shí)驗現(xiàn)象是_。(5)A、B兩個裝置中應(yīng)先點(diǎn)燃_處的酒精(噴)燈，點(diǎn)燃E處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是_。答案(1)產(chǎn)生水蒸氣防止加熱時液體暴沸(2)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2H2OFe3O4(3)吸收未反應(yīng)的水蒸氣，干燥H2(4)黑色固體變成紅色，玻璃管內(nèi)壁上有水珠生成(5)A收集H2并檢驗其純度解析(1)B中發(fā)生的反應(yīng)是3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，故A裝置為B中的反應(yīng)提供水蒸氣。(3)D的作用是吸收未反應(yīng)的水蒸氣，干燥H2。(4)E中的反應(yīng)為H2CuOCuH2O，故實(shí)驗現(xiàn)象是黑色固體變紅，且玻璃管內(nèi)壁上有水珠生成。(5)應(yīng)先點(diǎn)燃A處的酒精燈，排除B中的O2，再點(diǎn)燃酒精噴燈。進(jìn)行H2還原CuO的實(shí)驗前，應(yīng)首先檢驗H2的純度。金屬單質(zhì)無論是與水反應(yīng)，還是與酸反應(yīng)，金屬都是作還原劑，水或酸作氧化劑。金屬與酸或水反應(yīng)的難易，取決于金屬的活動性強(qiáng)弱，金屬越活潑，反應(yīng)就越容易。1.把下列金屬投入0.1 molL1鹽酸中，能發(fā)生反應(yīng)且反應(yīng)最劇烈的是()A.Cu B.Fe C.Mg D.Al答案C解析由金屬活動性順序可知，F(xiàn)e、Mg、Al能與鹽酸反應(yīng)，而Cu不與鹽酸反應(yīng)，金屬越活潑，與酸反應(yīng)越劇烈，在Fe、Mg、Al中，Mg最活潑，反應(yīng)最劇烈。2.Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣4.48 L，下列推斷中不正確的是()A.參加反應(yīng)的Mg、Al共0.2 molB.參加反應(yīng)的HCl為0.4 molC.Mg、Al在反應(yīng)中共失去0.4 mol電子D.若與足量的稀硫酸反應(yīng)能產(chǎn)生0.2 mol H2答案A解析反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為Mg2H=Mg2H2，2Al6H=2Al33H2，n(H2)0.2 mol，則參加反應(yīng)的n(H)0.4 mol。若換成稀H2SO4，同樣產(chǎn)生0.2 mol H2。依據(jù)得失電子守恒，由2HH2得電子總數(shù)為0.2 mol20.4 mol，C正確。0.2 mol Mg提供0.4 mol電子，0.2 mol Al則提供0.6 mol電子，0.2 mol Mg、Al混合物提供的電子數(shù)大于0.4 mol小于0.6 mol，A錯誤。3.鈉與水反應(yīng)時產(chǎn)生的各種現(xiàn)象如下：鈉浮在水面上鈉沉在水底鈉熔化成小球小球迅速游動逐漸減小，最后消失發(fā)出嘶嘶的聲音滴入酚酞后溶液顯紅色其中正確的是()A. B.全部C. D.答案D解析鈉的密度比水小，浮在水面上。4.某學(xué)生將一小塊鈉投入滴有酚酞的水中，此實(shí)驗?zāi)茏C明鈉下面4點(diǎn)性質(zhì)中的()鈉的密度比水的小鈉的熔點(diǎn)較低鈉與水反應(yīng)時放出熱量鈉與水反應(yīng)后溶液呈堿性A. B. C. D.答案D解析Na與水反應(yīng)時，浮在水面上(密度比水小)，熔化成閃亮的小球(反應(yīng)放熱，鈉熔點(diǎn)低)，在水面四處游動(有氣體生成)，同時溶液使酚酞變紅色(生成堿性物質(zhì))，體現(xiàn)了四點(diǎn)性質(zhì)。5.下列關(guān)于鐵與水反應(yīng)的描述中，不正確的是()A.鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是黑色的Fe2O3B.紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)，放出的氣體點(diǎn)燃時能發(fā)出爆鳴聲C.鐵與水蒸氣的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)D.常溫下，F(xiàn)e與H2O不反應(yīng)，但在空氣中的O2、H2O共同作用下能發(fā)生反應(yīng)答案A解析鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，生成黑色的Fe3O4，A錯誤；H2在不純的氧氣中點(diǎn)燃時能發(fā)出爆鳴聲，B正確；該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，C正確；常溫下，鐵在潮濕的空氣中被緩慢氧化，D正確。6.如圖所示，在燒杯中盛有100 mL蒸餾水，水中懸浮著一個表面光滑、耐堿、耐熱的小球(此球穩(wěn)定在水的中央)，將10 g金屬鈉分多次投入到水中，最后使燒杯內(nèi)的液體恢復(fù)到原來蒸餾水的溫度?；卮鹣铝袉栴}：(1)10 g鈉要分多次投入的主要原因是_。(2)將10 g鈉全部投入完畢所進(jìn)行的次數(shù)可能是_。A.5次 B.10次 C.大于10次(3)實(shí)驗結(jié)束后，從燒杯內(nèi)小球的位置觀察到的現(xiàn)象是_，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是_。(4)實(shí)驗過程中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。答案(1)鈉與水反應(yīng)劇烈，放出的熱量多，易發(fā)生爆炸(2)C(3)小球上升鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，液體的密度增大，小球受到的浮力增大(4)2Na2H2O=2Na2OHH2解析鈉與水反應(yīng)劇烈，易發(fā)生爆炸，使用時要嚴(yán)格控制用量，鈉的密度小于1 gcm3，黃豆粒大小的一塊鈉的體積(立方體的邊長肯定小于1 cm)小于1 cm3，則其質(zhì)量小于1 g，故10 g鈉全部投入完畢所進(jìn)行的次數(shù)要大于10次。鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，氫氧化鈉溶液的密度大于水的密度，小球受到的浮力增大。