高一化学 物质的量在化学方程式中的计算 教案

高一化学 物质的量在化学实验中的应用 教案

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高一化学物质的量在化学方程式中的计算教案

1．掌握铝与强酸、强碱反应的性质。(重点)

2．掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。(难点)

铝与酸、碱溶液反应

[基础·初探]

1．铝与盐酸反应的化学方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。

2．铝与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2(－)＋3H2↑。

3．金属在化学反应中的变化

电子转移	价态变化	表现性质	发生反应
失去电子	化合价升高	还原性	氧化反应

[探究·升华]

[思考探究]

铝与强酸、强碱反应的实验探究

实验 操作
实验 现象	试管中产生气泡，铝片溶解，点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声	试管中产生气泡，铝片溶解；点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声
有关化学 方程式	2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑	2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

(1)等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应，生成氢气的量有什么关系？

【提示】 铝无论是与稀盐酸反应还是与稀氢氧化钠溶液反应，均存在以下关系：2Al～3H2↑，所以等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应，生成氢气的量相同。

(2)若要除去铜粉中的少量铝粉，可采用什么方法？

【提示】 可利用铜和铝化学性质上的差异除去铝粉，铝可与酸或碱反应，而铜不与稀硫酸、盐酸或强碱反应，可将混合物加入过量盐酸或氢氧化钠溶液中溶解，然后过滤、洗涤、干燥后即可除去铜粉中的铝粉。

(3)将两小块质量相等的金属钠，一块直接放入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，再投入水中，试分析两者放出的氢气是否相等。

【提示】 不相等。因为用铝箔(刺有小孔)包住的金属钠放入水中时，钠先与水反应，产生的氢气与直接把钠投入水中所产生的氢气的量相同，但生成的氢氧化钠溶液会与铝箔反应产生氢气，故后者产生的氢气总量大于前者。

[认知升华]

铝与盐酸、NaOH溶液反应的比较

(1)反应原理

①铝与盐酸反应：

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，

Al是还原剂，HCl是氧化剂。

②铝跟氢氧化钠溶液的反应是分步进行的：

a．2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑；

b．Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。

总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，

Al是还原剂，H2O是氧化剂。

(2)“量”的关系

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3∶1。

②等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1∶1。

③足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1∶3。

[题组·冲关]

1．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

【答案】 D

2．除去镁粉中的少量铝粉，可选用(  )

A．硫酸   B．氨水

C．盐酸  D．氢氧化钠溶液

【解析】 铝粉可与氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠，而镁粉与氢氧化钠溶液不反应。

【答案】 D

3．称取两份铝粉，第一份加入足量的盐酸，第二份加入足量的烧碱。若同温同压下放出相同体积的气体，则两份铝粉的质量比为(  )

A．1∶1   B．1∶2

C．1∶3   D．3∶1

【解析】 铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，因为盐酸和烧碱都是足量的，铝粉将全部参加反应，当生成等体积气体时消耗铝的量相同。

【答案】 A

物质的量在化学方程式计算中的应用

[基础·初探]

教材整理1 化学方程式中化学计量数与各物质之间量的关系

       2Na＋2H2O ===2NaOH＋H2↑

高一化学 氧化剂和还原剂 教案

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质量之比： 46 g ∶36 g  ∶ 80 g ∶2 g

计量数之比： 2  ∶ 2   ∶ 2     ∶1

扩大NA倍： 2NA∶2NA  ∶  2NA  ∶NA

物质的量之比：2 mol∶2 mol∶2 mol  ∶1 mol

结论：化学方程式中化学计量数之比等于粒子数之比，也等于物质的量之比，对于气体参与的反应还等于体积之比。

教材整理2 物质的量与各物理量之间的关系

(1)图示

(2)计算公式

n＝M(m)＝NA(N)＝Vm(V(气体))＝c·V(溶液)

[探究·升华]

[思考探究]

物质的量在化学方程式计算中的基本步骤

向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应后，计算：

(1)Al的物质的量。

(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中溶质的物质的量浓度。

(3)生成标准状况下H2的体积。

【解析】 (1)n(Al)＝27 g·mol－1(10.8 g)＝0.4 mol。

(2)2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

 2     2

 0.4 mol   n

则0.4 mol(2)＝n(2)，n＝0.4 mol，

c(NaOH)＝0.5 L(0.4 mol)＝0.8 mol/L。

(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

2 mol        3×22.4 L

0．4 mol      V(H2)

0.4 mol(2 mol)＝V(H2)(3×22.4 L)

V(H2)＝13.44 L。

【答案】 (1)Al的物质的量为0.4 mol；(2)参加反应的NaOH的物质的量为0.4 mol，物质的量浓度为0.8 mol/L；(3)生成标准状况下H2的体积为13.44 L。

[认知升华]

物质的量在化学方程式计算中的方法

(1)基本步骤

(2)物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项：

①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，而非质量之比。

②计算时，各种物质不一定都用物质的量表示，也可以用质量表示，气态物质还可以用体积表示，但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系；只要做到“上下一致，左右相当”即可。

[题组·冲关]

1．标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气，下列比例式正确的是(  )

A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

  1 mol   1 mol

  3.25 g  x L

B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

  65 g   1 L

  3.25 g  x L

C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

  1 mol   1 mol

  0.05 mol  x L

D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

  65 g   22.4 L

  3.25 g  x L

【解析】 比例式应注意单位要“上下一致，左右相当”。

【答案】 D

2．1.15 g金属钠与水反应，得到100 mL溶液，试计算：

(1)生成的气体在标准状况下的体积；

(2)反应后所得溶液中溶质的物质的量浓度。

【解析】 n(Na)＝23 g/mol(1.15 g)＝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＝2 mol(22.4 L×0.05 mol)＝0.56 L；

c＝2 mol×0.1 L(2 mol×0.05 mol)＝0.5 mol/L。

【答案】 (1)0.56 L (2)0.5 mol/L

3．将20 g含杂质25%的大理石(杂质与盐酸不反应)投入150 mL盐酸中恰好完全反应，计算：

(1)反应生成的CO2的体积(标准状况)；

(2)原盐酸的物质的量浓度。

【解析】 n(CaCO3)＝100 g·mol－1(20 g×(1－25%))＝0.15 mol

CaCO3  ＋  2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

  1              2                   1

  0.15 mol       0.3 mol            0.15 mol

故V(CO2)＝0.15 mol×22.4 L/mol＝3.36 L

c(HCl)＝0.15 L(0.3 mol)＝2 mol/L

【答案】 (1)3.36 L (2)2 mol/L

【题后归纳】 有关物质的量计算中的“三个”规范

(1)书写规范：各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的意义各不相同。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)符号规范

①设未知数直接用各物理量的符号表示，且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。

②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度，求NaOH溶液的质量时就写成：m(NaOH)＝c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。

(3)单位规范：把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。

高一化学 钠的重要物质 教案

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