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)
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===2AlO－2＋3H2↑。
3．金属在化学反应中的变化
[思考探究]
铝与强酸、强碱反应的实验探究
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↑
质量之比：46 g ∶36 g ∶80 g ∶2 g
计量数之比： 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶1
扩大N A倍：2N A ∶2N A∶2N A∶N A
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＝
N
N A＝
V(气体)
V m＝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)＝
10.8 g
27 g·mol－1
＝0.4 mol。
(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 2
0.4 mol n
则2 0.4 mol ＝2
n
，n＝0.4 mol，
c(NaOH)＝0.4 mol
0.5 L
＝0.8 mol/L。
(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2 mol 3×22.4 L
0．4 mol V(H2)
2 mol 0.4 mol ＝3×22.4 L
V(H2)
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)＝
1.15 g
23 g/mol
＝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＝22.4 L×0.05 mol
2 mol
＝0.56 L；
c＝2 mol×0.05 mol
2 mol×0.1 L
＝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)＝20 g×(1－25%)
100 g·mol－1
＝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)＝0.3 mol
0.15 L
＝2 mol/L
【答案】(1)3.36 L(2)2 mol/L