铝与氢氧化钠反应例题及解析
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第2课时铝与氢氧化钠溶液的反应物质的量在化学方程式计算中的应用1.铝与盐酸的反应现象:铝片逐渐溶解,试管中产生无色气泡;点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声.化学方程式:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑离子方程式:2Al+6H+===2Al3++3H2↑2.铝与氢氧化钠溶液的反应现象:铝片逐渐溶解,试管中产生无色气泡;点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声。
化学方程式:2Al+2NaOH+2H2O错误!2NaAlO2+3H2↑离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-,2+3H2↑铝既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应,都产生氢气(或H2)。
H2+Cl2错误!2HCl错误! 1 ∶ 1 ∶2错误! 1 ∶ 1 ∶2错误!错误!∶错误!∶错误!物质的量之比1 mol ∶ 1 mol ∶2 mol错误!1体积∶1体积∶2体积(1)结论:化学方程式中的化学计量数之比等于其物质的量之比,等于微粒个数之比,等于气体的体积之比.(2)应注意的问题①任何一种反应物,只有实际参加反应的纯物质的量才能根据化学方程式计算,过量部分不参与化学方程式的计算。
②化学方程式的书写要正确。
③列比例式时要符合“左右量相当,上下单位同”的原则.4.物质的量与各物理量之间的关系(1)图示关系:(2)计算公式:①n=mM;②n=错误!;③n=错误!;④n=c·V(溶液)(时间20分钟,满分30分)知识点一铝与氢氧化钠溶液的反应1.下列金属既能与稀盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的是()A.Mg B.AlC.Fe D.Cu答案:B解析:Al既能与稀盐酸反应,又能与NaOH溶液反应;Mg、Fe只能与稀盐酸反应;Cu既不与稀盐酸反应,也不与NaOH溶液反应.2.下列关于铝与氢氧化钠溶液反应的说法错误的是( )A.铝失去电子,作还原剂B.产生的气体是氢气C.NaOH与H2O作氧化剂D.溶液中铝元素的存在形式是AlO错误!答案:C解析:反应中铝失去电子,铝元素由0价升高到+3价,故铝是还原剂,A项正确;铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和H2,B项正确;铝与氢氧化钠溶液的反应中,水作氧化剂,C项错误;溶液中铝元素以AlO错误!的形式存在,D项正确。
铝与氢氧化钠溶液的反应A1.在实验室里做钠与水反应的实验时,下列各项中最宜选用的仪器有()①试管夹②镊子③小刀④燃烧匙⑤滤纸⑥研钵⑦烧杯⑧石棉网⑨玻璃片⑩药匙A.①②④⑧B.③⑤⑥⑩C.⑥⑦D.②③⑤⑦⑨解析:钠块需用镊子夹取,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀在玻璃片上切去一小块,放入盛有水的烧杯内进行实验。
答案:D2.将一小粒钠投入盛有硫酸铜溶液的小烧杯中,不可能观察到的现象是()A.溶液中出现蓝色絮状沉淀B.钠粒熔成小球浮在水面四处游动C.有气体产生D.有红色的铜被置换出来解析:钠与硫酸铜溶液反应时不能置换出金属铜,而是先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠又与硫酸铜反应,生成蓝色絮状沉淀,因此只有D项中的现象不可能观察到。
答案:D3.等质量的钠进行下列实验,其中生成氢气最多的是()A.将钠投入到足量水中B.将钠用铝箔包好并刺一些小孔,再放入足量的水中C.将钠放入足量稀硫酸中D.将钠放入足量稀盐酸中解析:钠与水或酸反应,均是与H+反应,故A、C、D三项中产生的氢气相等;钠与水反应生成氢气和氢氧化钠溶液,生成的氢氧化钠溶液又与铝箔反应,生成氢气,故B项中产生的氢气最多。
答案:B4.将下列各种单质投入或通入CuSO4溶液中,能产生铜单质的是()A.FeB.NaC.H2D.Ag解析:Fe比Cu活泼,可以从CuSO4溶液中置换出Cu;Na虽然比Cu活泼,但钠先与CuSO4溶液中的H2O反应,生成NaOH和H2,NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2,不能置换出Cu;H2不与CuSO4溶液反应;Cu比Ag活泼,Ag不与CuSO4溶液反应。
答案:A5.对于铝和烧碱溶液的反应,下列说法不正确的是()A.铝是还原剂B.该反应是氧化还原反应C.该反应说明所有金属都能与碱反应D.H2为还原产物解析:铝与烧碱溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,分析元素化合价变化可知反应为氧化还原反应,铝是还原剂,H2为还原产物,A、B、D正确。
铝与氢氧化钠溶液的反应典例在线等质量的两份铝分别与足量稀硫酸和足量NaOH 溶液反应,若消耗的两溶液的体积相等,则两溶液的物质的量浓度之比为A .3∶2B .2∶3C .1∶1D .1∶2 【答案】A【解析】依题意,两份铝的物质的量相等,设n (Al)=1 mol 。
2Al + 3H 2SO 4===Al 2(SO 4)3+3H 2↑2 mol3 mol1 mol n (H 2SO 4)得:n (H 2SO 4)=1.5 mol2Al + 2NaOH+2H 2O===2NaAlO 2+3H 2↑2 mol 2 mol1 mol n (NaOH)得:n (NaOH)=1 mol ,两溶液体积相等,故c (H 2SO 4)∶c (NaOH)=n (H 2SO 4)∶n (NaOH)=1.5∶1=3∶2。
解题必备铝与氢氧化钠溶液的反应1.铝片与盐酸和氧氧化钠溶液反应的对比2.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。
3.“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。
学霸推荐1.有关Al与NaOH溶液反应的说法中,正确的是A.Al是还原剂,NaOH及H2O均是氧化剂B.还原产物是H2,且由H2O还原所得的H2与由NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1 C.此反应说明铝具有两性,铝的活泼性比只具有金属性的金属弱D.此反应中,只有H2O是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂2.将黄豆粒般大小的金属钠置于一铝片上,在铝片下用酒精加热至钠充分燃烧,移动酒精灯后,在铝片上有淡黄色粉末生成,过一段时间后,铝片上的黄色粉末变成带有白色泡沫的潮湿液体。
第3课时 铝与氢氧化钠溶液的反应[学习目标定位] 1.知道Al 与NaOH 溶液反应的产物及本质,能正确书写化学方程式和离子方程式。
2.学会化学方程式计算的一般方法和步骤。
一 铝与氢氧化钠溶液的反应试管中有气泡冒出,溶解,来渐渐加快。
试管口时气体燃烧 试管中有气泡冒出,溶解,来渐渐加快。
试管口时气体燃烧归纳总结1.铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应。
2.反应原理(1)铝与盐酸反应: 2Al +6HCl===2AlCl 3+3H 2↑,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:①2Al +6H 2O===2Al(OH)3+3H 2↑;②Al(OH)3+NaOH===NaAlO 2+2H 2O ;总反应为2Al +2NaOH +2H 2O===2NaAlO 2+3H 2↑,Al是还原剂,H2O是氧化剂。
3.“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。
1.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为()A.1∶1B.2∶1C.3∶1D.1∶3答案 C解析由铝与盐酸的反应方程式:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,铝与氢氧化钠溶液的反应方程式:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,可知生成等量氢气需两者物质的量之比为n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。
理解感悟本题中是铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应,反应中铝是还原剂,所以生成等量的H2时,消耗铝的质量相等,即生成等物质的量的AlCl3和NaAlO2,所以根据氯元素和钠元素守恒得到所需HCl与氢氧化钠的物质的量之比为3∶1。
铝与碱的反应实验演示在两个试管里各放入大小相近的铝条,然后分别注入2~3mL 的NaOH溶液和KOH溶液,稍加热,观察现象。
实验现象铝条中注入NaOH或KOH溶液加热一段时间后,都有气体放出。
实验结论在两个试管里各放入大小相近的铝条,然后分别注入2~3mL 的NaOH溶液和KOH溶液,稍加热,观察现象。
铝条表面氧化膜与铝都与强碱反应,铝与强碱反应有氢气放出。
反应方程式如下:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑铝与氢氧化钾反应同上。
实验考点1、铝元素的金属性与非金属性;2、两性氧化物和氢氧化物的性质。
经典考题1、把镁粉中混有的少量铝粉除去,应选用的试剂是:A、盐酸B、氨水C、烧碱溶液D、纯碱溶液试题难度:易2、称取两份铝粉,第一份加入足量的NaOH溶液,第二份加入足量的盐酸,若放出的氢气的体积相等(同温同压)。
则两份铝粉的质量比为:A、1:2B、1:3C、3:2D、1:1试题难度:中3、如图所示,向MgCl2和AlCl3混合溶液中加入a或b时,沉淀的物质的量与加入a或b的体积的关系图为:以下结论不正确的是:A、混合液中c(AlCl3):c(MgCl2)=1:1B、c(AlCl3):c(MgCl2)=3:1C、t之前加NaOH溶液,t之后加盐酸D、盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度相同试题难度:难1 答案:C2 答案:D解析:铝与酸反应和与碱反应的本质相同,都是还原+1价的H,反应掉等量的铝,就会生成等量的氢气。
3 答案:B解析:本题涉及氢氧化铝的两性。
反应顺序为金属离子先与碱作用,生成混合沉淀,继续加碱,氢氧化铝溶解;氢氧化铝恰好溶解后,改加酸,先是偏铝酸钠生成氢氧化铝沉淀,然后混合沉淀继续溶解。
铝基本知识介绍1、自然属性铝是一种轻金属,其化合物在自然界中分布极广,地壳中铝的含量约为8%(重量),仅次于氧和硅,排第三位。
在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。
课时作业13 铝与氢氧化钠溶液的反应物质的量在化学方程式计算中的应用一、选择题1.下列反应没有氢气生成的是( )A .单质钠投入水中B .铝投入到氢氧化钠溶液中C .铜块放入稀硫酸中D .往铁粉中通入水蒸气,并高温加热【解析】 A 项,发生反应2Na +2H 2O===2NaOH +H 2↑;B 项,发生反应2Al +2NaOH +2H 2O===2NaAlO 2+3H 2↑;C 项,铜与稀硫酸不反应,不会生成氢气;D 项,发生反应3Fe +4H 2O(g)=====△Fe 3O 4+4H 2。
【答案】 C2.等量镁铝合金粉末分别与足量下列四种物质充分反应,放出氢气最多的是( )A .NaOH 溶液B .稀硫酸C .蔗糖溶液D .NaCl 溶液【答案】 B3.有关Al 与NaOH 溶液反应的说法中,正确的是( )A .铝是还原剂,其氧化产物是H 2B .NaOH 是氧化剂,其还原产物是H 2C .铝是还原剂,H 2O 和NaOH 都是氧化剂D .H 2O 是氧化剂,Al 被氧化【解析】 Al 与NaOH 溶液的反应过程如下:2Al +6H 2O===2Al(OH)3+3H 2↑,Al(OH)3+NaOH===NaAlO 2+2H 2O 。
H 2O 中的氢元素由+1价变为0价,H 2O 得电子,是氧化剂,H 2是还原产物;Al 元素的化合价由0价变为+3价,化合价升高被氧化,Al 是还原剂,NaAlO 2是氧化产物。
【答案】 D4.用等质量的金属钠进行下列实验,产生氢气最多的是( )A .将钠放入足量的稀盐酸中B .将钠放入足量的稀硫酸中C .将钠放入足量的硫酸氢钠溶液中D .将钠用铝箔包好,并刺穿一些小孔,放入足量的水中1:4 2:71:2 3:8 【解析】设原溶液中H2SO===FeSO4+H1 mol状况下产生气体的体积比为(1:1 2:33:2 3:1【解析】铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别是6HCl===2AlCl+3H2,而今,=0.4 mol1:3 3:14:1 1:4【解析】 3 136 mL标准状况3 136×100.14 mol22.4 L·mol2:3的体积比是1:2 .1:32:3 .3:2 【解析】因为稀硫酸和反应生成,还是与铝的量决定的。
双基限时练(十二)金属与酸和水的反响铝与氢氧化钠溶液的反响基础强化1.把以下金属投入0.1 mol/L盐酸中,能发生反响且反响最剧烈的是( )A.Cu B.FeC.Mg D.Al解析由金属活动顺序表可知,Fe、Mg、Al能与盐酸反响,而Cu不与盐酸反响,金属越活泼与酸反响越剧烈,在Fe、Mg、Al中,Mg最活泼,反响最剧烈。
答案 C2.除去镁粉中的少量铝粉,可选用( )A.硫酸B.氢氧化钠溶液C.水D.盐酸解析铝与NaOH溶液反响而镁不与NaOH溶液反响,可以除去。
答案 B3.等质量的钠、镁、铝分别与足量的盐酸反响,产生H2的质量由大到小的排列顺序正确的选项是( )A.Al、Mg、Na B.Mg、Al、NaC.Na、Mg、Al D.Na、Al、Mg解析因足量的盐酸与等质量的金属反响,则金属完全反响,根据电子守恒,等质量的Na、Mg、Al产生H2的质量由大到小应为Al、Mg、Na,也可根据化学式计算。
答案 A4.有关Al与NaOH溶液反响的说法中,正确的选项是( )A.Al是复原剂,NaOH及H2O均是氧化剂B.复原产物是H2,且由H2O复原所得的H2与由NaOH复原所得的H2物质的量之比为2:1C.反响中NaOH是氧化剂,NaAlO2是氧化产物D.此反响中,只有水是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是复原剂解析在Al与NaOH溶液反响中,铝是复原剂,水是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是复原剂,NaAlO2是氧化产物,H2是复原产物。
答案 D5.金属钠着火,能用来灭火的是( )A. 水B. 湿抹布C. 泡沫灭火器D. 干沙解析钠与水发生剧烈反响,放出大量的热,且有可燃气体H2产生,不可用水、湿抹布、泡沫灭火器灭火。
答案 D6.以下离子方程式正确的选项是( )A.将钠投入到CuCl2溶液中:2Na+Cu2+===Cu+2Na+B.Na与水反响:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑C.铝和NaOH溶液的反响:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑D.铁屑与硫酸的反响:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑解析钠先与水反响,在溶液中,钠不能置换出铜,A项错;B 项中电荷不守恒;铁与硫酸反响生成Fe2+,D项错。
铝加氢氧化钠加水的反应方程式是一个物理化学中的基础知识,它涉及到了金属和氢氧化物的反应。
下面我们将从化学反应的性质、条件和结果三个方面展开讨论。
一、化学反应的性质1.1 反应方程式铝加氢氧化钠加水的反应方程式可以表示为:2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H21.2 反应类型此反应属于金属与碱的反应,属于置换反应。
1.3 反应过程在反应过程中,铝与氢氧化钠溶液中的水发生置换反应,生成钠铝酸和氢气。
二、反应条件2.1 反应物质反应需要的主要物质包括铝、氢氧化钠和水。
2.2 反应温度此反应一般在常温下就会进行,不需要额外提供热能。
2.3 反应环境反应需要在通风良好的环境下进行,以免产生有害气体。
三、反应结果3.1 生成物质此反应会生成氢气和钠铝酸。
3.2 物质性质钠铝酸是一种白色固体,不溶于水。
氢气是无色无味的气体,非常轻,易燃。
3.3 反应特点由于生成的氢气是易燃气体,如果有明火或高温,就有爆炸的危险,所以在进行实验或生产时要特别小心。
总结通过对铝加氢氧化钠加水的反应方程式进行分析,我们了解到了此反应的性质、条件和结果。
在学习化学知识的我们也应该注意安全第一,遵守实验操作规程,做好安全防护工作。
希望以上内容能够对大家有所帮助,深化对化学反应的理解。
铝加氢氧化钠加水的反应方程式是化学实验中的基础知识,能够帮助我们理解金属与碱溶液的反应特点及实验操作的安全注意事项。
下面我们将继续深入探讨这一反应的原理、实验意义以及实验中可能出现的问题及解决方法。
四、反应原理铝加氢氧化钠加水的反应原理主要涉及金属铝与氢氧化钠的化学反应。
在这个过程中,铝原子释放出电子,转化为Al3+离子。
而氢氧化钠溶液中的氢氧根离子(OH-)接受这些电子,变成水,同时氢氧根离子还与Al3+形成钠铝酸的配合物。
而在反应的由于铝较活泼,它还会与水发生置换反应,生成氢气和氢氧化铝。
五、实验意义5.1 深化对化学反应的理解进行铝加氢氧化钠加水的反应实验,能够帮助学生更深入地理解金属与碱溶液的反应特点,包括置换反应和盐类生成等过程,对化学知识的学习起到了积极的促进作用。
铝与氢氧化钠溶液的反应物质的量在化学方程式计算中的应用【使用说明】1.本学案考查金属的化学性质及其应用2.为了达到最好的效果,限时50分钟3.小组长负责,用红笔修改,并把做错的题目小组讨论,整理在错题本上一、选择题(每小题4分,共48分,每题有1-2个选项符合题意)1.有关Al与NaOH溶液反应的说法正确的是()A.Al是还原剂,NaOH及H2O均是氧化剂B.还原产物是H2,且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量之比为2:1C.此反应说明铝具有两性,铝的活泼性比只具有金属性的金属弱D.此反应中,只有水是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂答案:D2.等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应,放出氢气最多的是() A.NaOH溶液B.H2SO4稀溶液C.蔗糖溶液D.NaCl溶液答案:B3.用铝箔包裹0.1mol金属钠,用针刺出一些小孔,放入水中,完全反应后,产生的气体的体积为(标准状况)()A.小于1.12L B.1.12LC.在1.12L和4.48L之间D.大于4.48L答案:C解析:Na与水反应放出H2,并且生成NaOH,铝能与氢氧化钠溶液反应,也生成H2,故最终收集到的气体是这两部分H2的总和,显然要比Na单独与水反应生成的H2要多。
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2 2 10.1mol 0.1mol 0.05mol2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑2 30.1mol 0.15mol若铝箔足量,则理论上共生成H2:0.05mol+0.15mol=0.2mol若铝箔不足,则理论上共生成H2:0.05mol<n(H2)<0.2mol综合以上两种情况:0.05mol<n(H2)≤0.2mol,即1.12L<V(H2)≤4.48L。
4.下列反应的离子方程式书写正确的是()A.钠和冷水反应:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑B.金属铝溶于氢氧化钠溶液:Al+2OH-===AlO-2+H2↑C.金属铝溶于盐酸中:2Al+6H+===2Al3++3H2↑D.铁跟稀硫酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑答案:C解析:A中,电荷不守恒,正确的离子方程式为:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑;B中,不符合反应实际,正确的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑;D中,稀H2SO4与Fe反应只会生成Fe2+:Fe+2H+===Fe2++H2↑。
铝和氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文将详细介绍铝和氢氧化钠发生反应生成氢氧化铝沉淀的过程。
这是一种重要的化学反应,具有广泛的应用领域和潜在的环境影响。
通过对该反应的性质、条件、方程式以及沉淀生成机理等方面进行阐述,旨在深入了解该反应的本质,并探讨其工业利用和环境保护等相关问题。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分:引言、反应介绍、氢氧化铝沉淀生成机理、应用与发展前景以及结论。
引言部分主要介绍本文的背景和目的,并提供了文章结构的概览。
1.3 目的本文旨在全面介绍铝和氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀的过程,并深入探讨其形成机理、特性以及相关影响因素。
此外,本文还将探讨该反应在工业利用方面的改进措施以及环境保护相关问题,并提出未来研究方向和重点分析,为读者提供对于该反应更全面深入的认识和理解。
2. 反应介绍2.1 铝和氢氧化钠的性质铝是一种化学元素,它是一种具有良好导电性、高强度和低密度的金属。
由于其极好的物理和化学性质,铝被广泛应用于各个领域,如建筑、汽车制造和航空工业。
氢氧化钠是一种碱性物质,通常以固体形式存在。
它是白色结晶固体,在水中能够溶解,并且具有强碱性。
2.2 反应条件铝和氢氧化钠发生反应生成氢氧化铝沉淀需要一定的条件。
首先,需要足够的反应温度。
在常温下,反应速率较慢,因此通常需要提高温度来促进反应进行。
其次,还需要合适的摩尔比例。
根据反应方程式,在铝和氢氧化钠的摩尔比为2:6时可以得到最优的产物收得率。
2.3 反应方程式铝和氢氧化钠发生以下反应:2Al + 6NaOH -> 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑在这个方程式中,每个铝原子与6个氢氧化钠分子发生反应,生成2个氢氧化铝离子以及3分子的氢气气体。
这个反应是一个放热反应,在适当的条件下可以迅速进行。
由于该反应产生的氢气是可燃的,需要注意在实验或工业操作中要注意安全措施,以避免可能发生的火灾或爆炸危险。
高中化学学习材料金戈铁骑整理制作河南省罗山高中2016届高三化学复习精选课时练(含解析):必修一 3.1铝与氢氧化钠溶液的反应(1)选择题1、向含1mol HCl和lmol MgSO4的混合溶液中加入1mol/L的Ba(OH)2溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入Ba(OH)2溶液体积(V)间的关系图正确的是()A. B.C. D.【答案】D【解析】含1mol HCl和l mol MgSO4的混合溶液中加入Ba(OH)2后,首先发生反应Ba2++SO42﹣=BaSO4↓,生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO4沉淀,同时OH ﹣跟盐酸的H+发生中和反应OH﹣+H+=H2O,由于HCl的存在,OH﹣不能与Mg2+产生沉淀Mg(OH)2,待H+完全反应,OH﹣与Mg2+开始生成Mg(OH)2沉淀,由OH﹣+H+=H2O可知,H+完全反应时加入的Ba(OH)2为0.5mol,加入Ba(OH)2溶液的体积为=0.5L=500mL,产生参加反应的硫酸根为0.5mol,此阶段沉淀n(BaSO4)=0.5mol,溶液中n(SO42﹣)=1mol﹣0.5mol=0.5mol,n(Mg2+)=1mol;继续加入Ba(OH)2,发生反应Ba2++SO42﹣=BaSO4↓、Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓,此时加入相同质体积的Ba(OH)2溶液,生成的沉淀的量比上一阶段要多,当再加入0.5molBa(OH)2时,溶液中的SO42﹣恰好沉淀,参加反应的Mg2+物质的量为0.5mol,此阶段又产生沉淀n(BaSO4)=0.5mol,n=0.5mol,加入Ba(OH)2溶液的体积为=0.5L=500mL,此时溶液中n(Mg2+)=1mol﹣0.5mol=0.5mol;在继续加入Ba(OH)2溶液,发生反应Mg2++2OH﹣+=Mg(OH)2↓,沉淀的量继续增大,此时加入相同质体积的Ba(OH)2溶液,生成的沉淀的量较第二阶段小,但与第一阶段相同,但当再加入0.5molBa(OH)2时,0.5molMg2+完全沉淀,加入Ba(OH)2溶液的体积为=0.5L=500mL,此时沉淀达最大量,此阶段又产生沉淀n=0.5mol,再加入Ba(OH)2溶液不再产生沉淀.由上述分析可知三个阶段加入的加入Ba(OH)2溶液的体积相同为500mL;第一阶段产生沉淀n(BaSO4)=0.5mol;第二阶段又生成沉淀n(BaSO4)=0.5mol,n=0.5mol,此时沉淀总量为1.5mol,加入Ba (OH)2溶液的总体积为1L;第三阶段又生成沉淀n=0.5mol,此时沉淀总量为2mol,加入Ba(OH)2溶液的总体积为1.5L.沉淀的量与Ba(OH)2溶液体积关系图为:.故选:D.2、甲、乙两烧杯中各盛有100 ml 3mol/L的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为V(甲):V(乙)=1:2,则加入铝粉的质量为( )A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.8g【答案】A【解析】(1)假设铝都不足,按照铝来计算,则产生的H2之比为1:1 不符合(2)假设铝都过量,按照盐酸和氢氧化钠来计算,则产生的H2之比1:3 不符合(3)1个反应铝过量,1个反应铝不足。
铝和氢氧化钠反应的化学方程式
反应方程式如下:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
在反应中,铝(Al)和氢氧化钠(NaOH)发生化学反应,生成钠硅酸铝(Na[Al(OH)4])和氢气(H2)。
该反应是一种酸碱中和反应,同时也是一种还原反应。
下面我们来详细解析反应过程:
1.首先,铝(Al)和氢氧化钠(NaOH)发生了酸碱反应。
钠离子(Na+)和氢氧根离子(OH-)在水中形成氢氧化钠(NaOH):
Na+ + OH- + H2O → NaOH
2.然后,氢氧根离子与铝离子(Al3+)进行反应,生成氢氧化铝
(Al(OH)3):
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
3.氢氧化铝再次反应,生成钠硅酸铝(Na[Al(OH)4]):
Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]
4.反应剩余的铝与水(H2O)发生反应,产生氢气(H2):
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
综合以上反应式,可以得到完整的化学方程式:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
反应式中,反应物为铝(Al)、氢氧化钠(NaOH)和水(H2O),生成物为钠硅酸铝(Na[Al(OH)4])和氢气(H2)。
反应条件需要保持在正常室温下,并且必须以足够的速度向反应液中添加氢氧化钠。
需要注意的是,该反应是放热反应,即反应过程释放出热量。
此外,由于
生成了氢气(H2),反应过程也会产生气体,因此操作时需要注意安全。
在实验室中,反应过程通常在通风的环境中进行,以避免氢气和其他有害气体的积累。
铝和氢氧化钠溶液的反应方程式概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在探讨铝和氢氧化钠溶液之间的反应方程式以及相关解释和说明。
铝作为一种常见的金属元素,与氢氧化钠溶液相互作用会产生特定的反应,并形成各种产物。
通过详细分析这一化学反应的机制和特性,我们可以更好地理解铝和氢氧化钠在溶液中的反应过程。
1.2 文章结构本文按照以下结构组织:首先介绍背景知识,包括铝和氢氧化钠的基本性质、反应类型分析以及温度对反应速率的影响;接下来描述实验方法与结果分析,包括实验设备、试剂、步骤以及观察总结;然后进行反应方程式的解释与讨论,包括方程式推导与平衡常数计算、产物形成及离子分解机制探究,以及化学反应动力学研究和速率限制因素分析;最后给出结论并展望进一步研究可能性。
1.3 目的本文旨在全面了解铝和氢氧化钠溶液之间的化学反应,并通过实验方法与结果分析、反应方程式解释与讨论等内容,揭示其机制和特性。
深入探究这一反应对于理解金属与溶液之间的相互作用及其在化学过程中的应用具有重要意义。
同时,本文还希望为将来进一步研究铝和氢氧化钠反应提供参考和展望。
2. 反应方程式的背景知识:2.1 铝和氢氧化钠的性质介绍:铝是一种常见的金属元素,化学符号为Al,具有较高的电导率和热导率。
它是一种轻巧耐腐蚀的金属,在大气中形成一层稳定的氧化物薄膜,能够防止进一步的氧化反应发生。
氢氧化钠,化学式为NaOH,是一种强碱性溶液。
它在水中呈现离子形式,释放出羟根离子(OH-)。
这使得氢氧化钠可以与许多酸类物质进行反应。
2.2 反应类型分析:铝和氢氧化钠之间会发生双替代反应类型,也称为置换反应。
在该反应过程中,铝将取代掉氢氧化钠中的阳离子、而产生相应量的水和产物盐类。
具体来说,铝会与羟根离子结合生成铝羟根(Al(OH)4-)离子,并释放出两个电子。
总体反应方程式可以表示为:2Al + 2NaOH + 6H2O →2Na[Al(OH)4] + 3H2↑在该方程中,2个铝原子与2个氢氧化钠分子反应生成了2个钠离子(Na+)和1个铝羟根阴离子。
第三章金属及其化合物3.1.3 铝与氢氧化钠溶液的反应(时间:40分钟)一、选择题1.既能跟稀盐酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的化合物是①NaHCO3②Al2O3 ③Al(OH)3 ④AlA.①②③ B.①④ C.②③④ D.①②③④【答案】A2.有关Al与NaOH溶液反应的说法中,正确的是A.铝是还原剂,其氧化产物是H2B.NaOH是氧化剂,其还原产物是H2C.铝是还原剂,H2O和NaOH都是氧化剂D.H2O是氧化剂,Al被氧化【答案】D【解析】Al与NaOH溶液的反应过程如下:2Al+6H2O===2Al(OH)3+3H2↑,Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O。
H2O中的氢元素由+1价变为0价,H2O得电子,是氧化剂,H2是还原产物;Al元素的化合价由0价变为+3价,化合价升高被氧化,Al是还原剂,NaAlO2是氧化产物。
3.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 mol3.25 g x LB.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑65 g 1 L3.25 g x LC.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑1 mol 1 mol0.05 mol x LD.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑65 g 22.4 L3.25 g x L【答案】D4.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L,该NaOH溶液的浓度为A.1 mol·L−1B.2 mol·L−1C.1.5 mol·L−1D.3 mol·L−1【答案】B【解析】2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑2 mol 67.2 Ln(NaOH) 33.6 Ln(NaOH)=2 mol33.6 L67.2 L=1 molc(NaOH)=1 mol0.5 L=2 mol·L−1。
1.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两个烧杯中,各加等物质的量的铝,生成氢气的体积比为5∶6,则甲、乙两烧杯中的反应情况分别是() 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:选B。
若铝相对于硫酸和氢氧化钠均不足,生成氢气的物质的量之比应为1∶1,与事实不符;若铝相对于硫酸和氢氧化钠均过量,生成氢气的物质的量之比应为2∶3,与事实也不符;若铝相对于氢氧化钠不足,相对于硫酸过量,生成氢气的物质的量之比应介于1∶1与2∶3之间,与事实相符。
2.甲、乙两烧杯中各盛有3 mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液100 mL,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙=1∶2,则加入铝粉的质量为()
A.5.4 g B.3.6 g
C.2.7 g D.1.8 g
解析:选A。
由6HCl+2Al===2AlCl3+3H2↑、2NaOH+2Al+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知,两份等质量的Al都完全反应时,生成的H2也等量,消耗的HCl与NaOH不等量。
实际上HCl、NaOH同为0.3 mol,且生成H2的体积比为1∶2,所以HCl相对Al 不足,NaOH相对Al过量。
生成H2的体积比为1∶2,参加反应Al的质量比也为1∶2。
与0.3 mol HCl反应的Al为2.7 g,则与NaOH溶液反应的Al为5.4 g,故加入铝粉的质量为5.4 g。
双基限时练(十二)金属与酸和水的反应铝与氢氧化钠溶液的反应基础强化1.把下列金属投入mol/L盐酸中,能发生反应且反应最剧烈的是()A.Cu B.FeC.Mg D.Al解析由金属活动顺序表可知,Fe、Mg、Al能与盐酸反应,而Cu不与盐酸反应,金属越活泼与酸反应越剧烈,在Fe、Mg、Al中,Mg最活泼,反应最剧烈。
答案 C2.除去镁粉中的少量铝粉,可选用()A.硫酸B.氢氧化钠溶液C.水D.盐酸解析铝与NaOH溶液反应而镁不与NaOH溶液反应,可以除去。
答案 B3.等质量的钠、镁、铝分别与足量的盐酸反应,产生H2的质量由大到小的排列顺序正确的是()A.Al、Mg、Na B.Mg、Al、NaC.Na、Mg、Al D.Na、Al、Mg解析因足量的盐酸与等质量的金属反应,则金属完全反应,根据电子守恒,等质量的Na、Mg、Al产生H2的质量由大到小应为Al、Mg、Na,也可根据化学式计算。
答案 A4.有关Al与NaOH溶液反应的说法中,正确的是()A.Al是还原剂,NaOH及H2O均是氧化剂B.还原产物是H2,且由H2O还原所得的H2与由NaOH还原所得的H2物质的量之比为2:1C.反应中NaOH是氧化剂,NaAlO2是氧化产物D.此反应中,只有水是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂解析在Al与NaOH溶液反应中,铝是还原剂,水是氧化剂,NaOH 既不是氧化剂也不是还原剂,NaAlO2是氧化产物,H2是还原产物。
答案 D5.金属钠着火,能用来灭火的是()A. 水B. 湿抹布C. 泡沫灭火器D. 干沙解析钠与水发生剧烈反应,放出大量的热,且有可燃气体H2产生,不可用水、湿抹布、泡沫灭火器灭火。
答案 D6.下列离子方程式正确的是()A.将钠投入到CuCl2溶液中:2Na+Cu2+===Cu+2Na+B.Na与水反应:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑C.铝和NaOH溶液的反应:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑D.铁屑与硫酸的反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑解析钠先与水反应,在溶液中,钠不能置换出铜,A项错;B项中电荷不守恒;铁与硫酸反应生成Fe2+,D项错。
答案 C7.用铝箔包装mol金属钠,用针扎出一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水集气法收集产生的气体,则收集到的气体为(标准状况)() A.O2与H2的混合气体B.1.12 L H2C.大于1.12 L H2D.小于1.12 L气体解析在题中隐藏着一个至关重要的条件“铝箔”,Na与水反应放出H2,并且生成NaOH,铝能与NaOH溶液反应,也生成H2,故最后收集到的气体是这两部分H2的总和,显然要比Na单独反应产生的H2多。
Na+H2O===NaOH+12H2↑0.1 mol mol mol答案 C8.有关铁与水反应的说法中,正确的是()A.在任何条件下,铁与水均不发生反应B.在高温时,铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气C.在高温时,铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气D.在高温时,铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气解析 铁在常温下与水不反应,但在高温下能与水蒸气反应,生成Fe 3O 4和H 2。
答案 D9.某金属放入稀硫酸中,不产生气泡,该金属可能是( )A .MgB .AlC .ZnD .Ag解析 在金属活动性顺序表中,排在氢前的金属可以与稀H 2SO 4反应产生H 2,而排在氢后的金属则不反应。
答案 D10.将11.5 g 钠、28 g 铁分别放入20 mL 1 mol·L -1的盐酸中,结果正确的是( )A .钠与盐酸反应比铁剧烈,产生的气体多B .铁与盐酸反应比钠剧烈C .铁与盐酸反应产生的气体多D .反应结束时产生的气体一样多解析 反应的剧烈程度由金属活泼性决定,即钠比铁剧烈,钠、铁物质的量依次为12 mol 、12mol ,盐酸物质的量均为 mol 。
可见,铁与盐酸反应时过量,生成H 2为 mol 。
而钠先与酸反应,后与水反应,共生成H 2 mol 。
答案 A11.某无色溶液中只含有下列8种离子中的某几种:Mg 2+、H +、Ag +、Na +、Cl -、HCO -3、OH -、NO -3,已知该溶液能与铝反应放出氢气。
试回答下列问题:(1)若反应后生成Al 3+,则溶液中可能存在的离子有________,一定存在的离子有________,一定不存在的离子有________,反应的离子方程式为____________________________________________。
(2)若反应后生成AlO -2,则溶液中可能存在的离子有________,一定存在的离子有________,一定不存在的离子有________,反应的离子方程式为______________________________。
答案 (1)Mg 2+、Na + H +、Cl -Ag +、HCO -3、OH -、NO -32Al +6H +===2Al 3++3H 2↑(2)Cl -、NO -3 OH -、Na + Mg 2+、Ag +、H +、HCO -32Al +2OH -+2H 2O===2AlO -2+3H 2↑12.现有4.6 g Na 、2.4 g Mg 、2.7 g Al 和6.4 g Cu ,分别将其投入100 mL mol·L -1盐酸中。
(1)与盐酸反应最剧烈的金属是________(填元素符号,下同)。
(2)最后金属有剩余的是_________________________________________________________________________________________。
(3)反应结束后,产生气体的质量最大的是________。
解析 4种金属中钠的活泼性最强,与盐酸反应最剧烈。
盐酸的物质的量为0.1 L × mol·L -1= mol ,完全反应时需 mol ,其质量为 mol ×23g·mol -1=3.45 g<4.6 g ;需镁的质量 mol ×12×24 g·mol -1=1.8 g<2.4 g ;需Al 的质量为 mol ×13×27 g·mol -1=1.35 g<2.7 g ;铜与盐酸不反应,故剩余金属为镁、铝、铜。
过量的金属钠能与水反应,产生的氢气最多。
答案 (1)Na (2)Mg 、Al 、Cu (3)Na能力提升1.将2.3 g钠投放到97.7 g水中,所得溶液中溶质质量分数为()A.%B.小于%C.4% D.大于4%解析错选A项是把钠与水反应后,钠看成溶质,计算错误;错选C 项是忽视了钠与水反应产生H2使溶液质量减少。
解答本题应明确钠与水反应有H2产生,所得溶液中溶质是NaOH,溶液的质量等于水的质量和钠的质量之和减去氢气的质量。
本题属半定量题,不需准确计算溶质的质量分数。
设生成NaOH的质量为x,则:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2×23 2×402.3 g xx=错误!=4 gw(NaOH)=4 gg+ g-m?H2?×100%= 4 g100 g-m?H2?×100%>4%。
答案 D2.下列各组离子中,能大量共存,溶液呈现无色,且加入一小块钠粒后仍然能大量共存的是()A.K+、MnO-4、SO2-4、H+B.Ba2+、Na+、HCO-3、NO-3C.Na+、NO-3、K+、Cl-D.Ca2+、NO-3、Cl-、CO2-3解析A项中MnO-4为紫色不符合题意且H+与Na反应;B项中Na 与水反应生成的NaOH与HCO-3反应,有CO2-3生成,Ba2+与CO2-3不能共存;D项中Ca2+与CO2-3不共存。
答案 C3.下列说法不正确的是()A.铁在一定条件下与纯氧气、水蒸气反应的共同产物是Fe3O4B.铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应C.铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气D.铁与盐酸、水蒸气反应,作还原剂解析铁与盐酸、水蒸气的反应都是置换反应,铁的化合价升高,作还原剂,铁与盐酸反应生成FeCl2,而不是FeCl3。
答案 C4.Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时,放出H2的质量相等,则下列说法中正确的是()A.三种金属的物质的量相等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:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑Fe+2HCl===FeCl2+H2↑等质量的三种金属与酸反应产生H2的量不等;等物质的量的三种金属与酸反应产生H2的量也不等;若三种金属均过量,则产生的H2的量由盐酸决定。
答案 B5.在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球,此时杠杆平衡。
然后将两球分别浸没在质量相等的稀烧碱溶液和稀硫酸铜溶液中一段时间,如图所示。
下列说法正确的是()A.铝球表面有气泡产生,且有白色沉淀生成,杠杆不平衡B.铝球表面有气泡产生,溶液澄清;铁球表面有红色物质析出,溶液蓝色变浅,杠杆右边下沉C.反应后去掉两烧杯,杠杆仍平衡D.右边球上出现红色,左边溶液的c(OH-)增大解析左边中的Al球与NaOH溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,有一部分铝溶解,并产生气体,生成NaAlO2易溶于水,消耗掉一部分NaOH,左边烧杯中溶液的c(OH-)减小;右边Fe球浸在CuSO4溶液中发生反应:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,铁球表面有红色物质析出,铁球质量增加,Cu2+减少,溶液蓝色变浅。
答案 B6.X、Y、Z、M代表四种金属,有以下事实:①水溶液中X+Y2+===X2++Y②Z+2H2O(冷)===Z(OH)2+H2↑③Y可跟硫酸反应而M不能。
则四种金属的活动性顺序为________。
解析 由①知X>Y ,由①知X 、Y 不与水反应,由②知Z>X>Y ,由③知Y>M ,即可得出答案。
答案 Z>X>Y>M7.某化学兴趣小组利用如图进行“铁与水反应”的实验,并检验产物的性质,请回答下列问题:(1)A 装置的作用是_____________________________________, B 中反应的方程式为____________________________________。
(2)D 的作用是_________________________________________。
(3)E 中的现象是_______________________________________。