資源簡介

(共42張PPT)
3.2
金屬材料
鐵合金
鋁和鋁合金
新型合金
嫦娥五號拜訪月亮去了
奮斗者訪問海龍宮回來
奮斗者們已經開始行動
大家找一下我們身邊的金屬材料有哪些？主要是什么金屬構成的？
什么是合金？
一種金屬與另一種或幾種金屬或非金屬經過混合熔化，冷卻凝固后得到的具有金屬性質的固體產物。
鋁合金
鈦合金
鈉鉀合金
為什么我們現在使用的大部分金屬材料都是合金？
各類型合金都有以下通性：
1.多數合金熔點低于其組分中任一種組成金屬的熔點；
2.硬度一般比其組分中任一金屬的硬度大；（特例：鈉鉀合金是液態的，用于原子反應堆里的導熱劑）
3.合金的導電性和導熱性低于任一組分金屬。利用合金的這一特性，可以制造高電阻和高熱阻材料。還可制造有特殊性能的材料。
4.有的抗腐蝕能力強(如不銹鋼)如在鐵中摻入15%鉻和9%鎳得到一種耐腐蝕的不銹鋼，適用于化學工業。
一、鐵合金
鐵合金
含碳量0.03%~2%
機械性能好
延展性好
生鐵含碳量2%~4%
鋼鐵
硬度大
抗壓
性脆
可塑性
鋼
鋼分為碳素鋼、合金鋼；
碳素鋼
根據含碳量不同
高碳鋼
>0.6%
中碳鋼
0.3%~0.6%
低碳鋼
<0.3%
鋼
鋼分為碳素鋼、合金鋼；
不銹鋼：它的合金元素中主要含有鉻和鎳。
思考與討論：閱讀書本P.74資料卡片
在碳素鋼中，由于含碳量不同，高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼的性能有很大差異；向碳素鋼中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金鋼。這對你有什么啟示？
啟示：
1、合金元素不同，其性能不同
2、結構決定性能，性能決定其用途
3、改變合金元素來開發新功能的金屬材料
……
1、目前用量最大、用途最廣的合金是
，根據其化學成分，可分為
和
兩大類。不銹鋼在空氣中比較穩定，不易生銹，有很強的抗腐蝕能力，其合金元素主要是
。
2下列合金的說法中，正確的是（
）
A.合金的熔點一定比各成分金屬的低
B.在我國使用最早的合金是鋼
..
C.生鐵的含碳量為0.03%-2%
D.稀土金屬可以用于生產合金
鋼
碳素鋼
合金鋼
鉻和鎳
D
課堂小練
2．生鐵的熔點是1
100℃～1
200
℃，則可推斷純鐵的熔點是(　　)
A．1
085
℃　　B．1
160
℃
C．1
200
℃
D．1
535
℃
3．鐵和鐵合金是生活中常見的材料，下列說法正確的是(　　)
A．純鐵和鐵合金都能導電、傳熱
B．純鐵的熔點低于鐵合金
C．純鐵的硬度和強度都高于鐵合金
D．純鐵與鹽酸反應，鐵合金不與鹽酸反應
D
A
課堂小練
4．歷史上金、銀、銅主要是作為貨幣金屬或裝飾品被應用。
(1)金、銀、銅常被作為錢幣流通，從化學角度來看，主要是利用它們的___(填標號)。
A．硬度適中
B．密度適中
C．在自然界里都可得到純凈的單質
D．不活潑性
D
課堂小練
(2)試樣X由氧化亞鐵和氧化銅組成，取質量相等的兩份試樣，按如圖所示進行實驗：
請寫出步驟③中所發生的全部反應的離子方程式：
_______________________________________________________。
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
課堂小練
5．將一塊質量為8.5
g的鐵合金放入錐形瓶中，再向錐形瓶中加入稀硫酸，恰好使鐵合金中的鐵完全反應(碳不溶于稀硫酸，鐵合金中其他元素含量很低，可忽略不計)，測得生成氫氣的質量為0.3
g。請回答：
(1)8.5
g的鐵合金中鐵的質量是________。
(2)反應后所得溶液的溶質質量是________。
(3)生鐵和鋼都是鐵的合金，請根據表中含碳量判斷這8.5
g
鐵合金屬于_________(填“生鐵”或“鋼”)。
8.4g
22.8g
鋼
課堂小練
二、鋁和鋁合金
問題：你對鋁有哪些了解？
探究：觀察鋁條，你能得出鋁有哪些性質？
銀白色金屬、密度小、質軟,熔點低、良好的導電導熱性和延展性。
一、鋁的物理性質
二、鋁的原子結構與化學性質
鋁的原子結構示意圖為:
K
Ca
Na
Mg
Zn
Fe
Sn
Pb
H
Cu
Hg
…
結論:Al的化學性質活潑,具有較強的還原性
Al
+13
2
8
3
鋁熱反應實驗視頻
鋁熱反應
氧化鐵：2Al+Fe2O3
==
2Fe+Al?O?
四氧化三鐵：8Al+3Fe3O4
==
9Fe+4Al?O?
二氧化錳：4Al+3MnO2
==
3Mn+2Al?O?
五氧化二釩：10Al+3V2O5
==
6V+5Al?O?
氧化鉻：2Al+Cr2O3
==
2Cr+Al?O?
列舉生活中常見的鋁制品
結合書本，找一找鋁合金有哪些性質？
鋁為什么會那么穩定不易被氧化呢？
鋁的表明有一層致密的氧化膜
由于鋁表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蝕性還不夠
工業上會利用一些化學的方法對鋁表面進行處理。目前常見的有化學氧化法（用鉻酸等作為氧化劑）、陽極氧化法等。
思考并實踐：如何證明有氧化膜的存在?
演示【實驗3-4】取兩支試管，分別加固5mL鹽酸，再向試管中分別放入鋁片和打磨過的鋁片。觀察現象。過一段時間后，將點燃的木條放在試管口，你觀察到什么現象?
實驗證明，鋁表面的保護膜和鋁均能與鹽酸發生反應
Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O
2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
思考并實踐：鋁鍋是不能存放堿性溶液的，為什么？
演示【實驗3-5】取兩支試管，分別加固5mLNaOH溶液，再向試管中分別放入鋁片和打磨過的鋁片。觀察現象。過一段時間后，將點燃的木條放在試管口，你觀察到什么現象？
實驗證明，鋁表面的保護膜和鋁均能與NaOH發生反應
Al2O3+2NaOH
==2NaAlO2+H2O
2Al+
2NaOH+2H2O
==
2NaAlO2+3H2
↑
偏鋁酸鈉
Al2O3+2NaOH
==2NaAlO2+H2O
Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O
像鋁這樣既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物
金屬鋁和氧化鋁的化學性質很特殊，既能與酸反應，又能與堿溶液反應。它們的離子方程式怎么寫？
問題：我們在使用鋁制餐具的時候要注意什么？
所以，我們可以知道鋁制的餐具不適合蒸煮或長時間存放酸性或堿性的食物。
研究發現，鋁元素能損害人的腦細胞。根據世界衛生組織的評估，規定鋁的每日攝入量為0～0.6mg/kg，這里的kg是指人的體重，即一個60kg的人允許攝入量為36mg。我國《食品添加劑使用標準GB2760-2011》中規定，鋁的殘留量要小于等于100mg/kg。以此計算，一個體重60kg的人每天吃油條不多于360g就不必擔心。
鋁在人體內是慢慢蓄積起來的，其引起的毒性緩慢、且不易察覺，然而，一旦發生代謝紊亂的毒性反應，則后果非常嚴重。因此，必須引起我們的重視，在日常生活中要防止鋁的吸收，減少鋁制品的使用。
阿莫茲海默病
老年癡呆
鋁和鋁合金的崛起
鋁合金的用途
1.除去鎂粉中混有的少量鋁粉，可選用的試劑是（
）
A.鹽酸
B.NaOH溶液
C.硝酸
D.食鹽水
B
2.鋁能冶煉難熔金屬和制成鋁熱劑，是因為鋁（??
）
A.密度小，熔點較低
B.是金屬
C.具有還原性，且生成氧化鋁時放出大量熱
D.在空氣中燃燒，發出耀眼白光
C
課堂小練
1．向某溶液中加入鋁粉能放出H2，下列各組離子一定不能在該溶液中大量共存的是(　　)
A．Na＋、Fe3＋、
SO42-
、Cl－
B．Ba2＋、Mg2＋、HCO3-、
NO3-
C．Na＋、K＋、NO3-、CO3-
D．K＋、
NO3-
、Na＋、SO42-
B
課堂小練
變式：稱取兩份鋁粉，分別與稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，若放出等量的氣體，則參加反應的鹽酸和氫氧化鈉物質的量之比為（
）
A.1：1
B.2：3
C.1：2
D.3：1
D
3.稱取兩份鋁粉，第一份加足量的NaOH溶液，第二份加足量的鹽酸，若放出等量的氣體，則兩份鋁粉的質量比為（
）
A.1：1
B.2：3
C.1：2
D.1：3
A
課堂小練
三、新型合金
嫦娥五號拜訪月亮去了
奮斗者訪問海龍宮回來
奮斗者們已經開始行動
我們正在渝南田中讀書
儲氫材料
氫能是人類未來理想能源之一
一種新型合金，一定條件下能吸收氫氣，一定條件能放出氫氣：循環壽命性能優異，并可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛、高功率應用等等。
鈦合金
鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。
鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。
耐熱合金、記憶合金等
人造衛星的天線
吃土，你確定你吃得起嗎？
稀土（Rare
earth）是化學周期表中鑭系元素和鈧、釔共十七種金屬元素的總稱。自然界中有250
種稀土礦
采礦造成的水土流失
廢氣、水體、光化學等污染
地球各金屬儲量的減少
新型合金，需要更新
1
、開采技術更新
2、研發技術更新
3、設備工藝更新
4、環境保護更新
5、可持續發展
化學的研究方向
1．下列說法正確的是(　　)
A．用來制造儲存氫氣所用鋼瓶的合金是儲氫合金
B．不銹鋼是最常見的新型合金
C．新型合金主要應用于航天航空、生物工程等領域
D．碳纖維復合材料屬于新型合金材料
2．只含有下列成分的物質一定不是合金的是(　　)
A．Fe、C　　　　　　
B．Cu、Zn
C．Al、Cu
D．C、Si
C
D
課堂小練
3、將金屬與金屬（或非金屬）加熱融合在一起就能形成合金，根據下表中金屬的熔點、沸點判斷不能形成合金的是（
）
A、Cu、Fe
B、Al、Na
C、Fe、Na
D、
Cu
、Al
Na
Cu
Al
Fe
熔點/℃
97.81
1082
660
1535
沸點/℃
882.9
2595
2467
3000
C
課堂小練
4、碲、鋅、鎘（Te、Zn、Cd）晶體可以用于制造紅外探測器，下列有關它的敘述中不正確的是（
）
A、它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成，無固定的溶、沸點
B、它易導電、導熱，具有延展性
C、它的熔、沸點比Zn低
D、它的硬度和強度比Cd的大
A
課堂小練
銅及其合金的用途
中國是最早使用銅及合金的國家之一
同學們再見！
作業：1.看書復習；2.P80練習與應用第二節
金屬材料
第1課時
鐵合金
鋁和鋁合金
新型合金
教學設計
教材分析：
本節課時為必修1中第三章第二節中第一課時內容。在學習本課題時，學生已經學習了金屬鈉、鐵及其重要化合物。在此基礎上，進一步學習鋁及其化合物、合金金屬材料應用的相關知識。鋁和氧化鋁是中學化學元素化合物的核心知識，是學生理解和落實兩性氧化物和兩性氫氧化物概念的主要知識載體，也是高中化學元素化合物知識學習的難點之一。合金金屬材料在國民經濟中的有著重要的地位，此部分的內容的體現了教材的時代感，反映教學與生產、生活實際的聯系。學好本部分知識，將有助于辯證的認識問題，開闊知識視野；學會從化學的角度觀察、分析、了解物質世界，提高自身的科學素養。
教學目標：
1.通過對化學實驗現象的觀察，以此為證據，進行適度的推理，對物質組成、結構及其變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實。
2.通過鋁及其化合物的實驗，體驗如何觀察實驗現象，如何準確用語言描述，并對實驗現象進行分析、推理，了解科學探究的基本方法。培養初步的科學探究能力。
3.通過對合金的學習，認識化學在社會發展中的重要作用，體驗科學技術是第一生產力。
教學重難點：鋁及其化合物的性質
教學過程：
【引入】2020年，美國為了阻礙中國的發展，限制了芯片技術，我國也采取了一些措施反制美國，如限制稀土的出口美國。我們為什么限制稀土出口？稀土是什么物質呢？稀土是化學周期表中鑭系元素和鈧、釔等金屬元素的總稱，稀土有工業"黃金"之稱，如由稀土制成的鐵鋁鎂等合金，可用于尖端武器，如隱身飛機。
合金是什么物質呢？
【板書】金屬材料
一、合金
【投影】一、合金
1．定義：由兩種或兩種以上的金屬與金屬(或非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。
2．性質：合金具有許多優良的物理、化學或機械性能，在許多方面又不同于各成分金屬。
(1)硬度：合金的硬度一般大于成分金屬。
(2)熔點：合金的熔點多數低于成分金屬。
【講述】為什么合金硬度比成分金屬大？
[提示]純金屬所有原子的大小和形狀相同，原子排列十分規整；加入或大或小的其他元素的原子后，改變了金屬原子有規則的層狀排列，使原子層之間的相對滑動變得困難，導致合金硬度變大。
【過渡】在生活中使用量最大，應用范圍最廣的金屬是鐵，但是并不是鐵的單質，而是鐵合金。
【板書】二、鐵合金
【投影】二、鐵合金
【講解】生活中有兩種常見的鐵合金，生鐵和鋼。生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金，生鐵的含碳量在2％～4.3％之間，其特性是硬度大、抗壓、性脆（歇后語：打破沙鍋—問(紋)到底）、可以鑄造成型，多用于制造機座、管道等。鋼的含碳量在0.03％～2％之間，延展性和機械性能好、可以鍛軋和鑄造，廣泛用于制造機械和交通工具。
鋼是用量最大，用途最廣的合金。根據其化學成分，可分為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼又根據含碳量不同，可分為高碳鋼、中碳鋼、低碳鋼。合金鋼又叫特種鋼，是在碳素鋼里適當的加入一種或者幾種合金元素。使鋼的組織結構發生變化，從而使鋼具有某些特殊性能。
【投影】
【講解】不銹鋼是生活中最常見的一種合金鋼。它的合金元素是鉻(Cr)和鎳(Ni)。它的特性我們知道就是不生銹，抗腐蝕，常用來制造餐具、醫療器械等。
同學們閱讀74頁資料卡片，了解一下一些合金元素的主要作用和性能。
【過渡】生活生產中用量最大的金屬是鐵，用量第二的金屬非鋁莫屬。
【板書】三、鋁和鋁合金
【投影】三、鋁和鋁合金
【講解】鋁是地殼中含量最多的金屬元素，但自然界中并沒有鋁單質存在，都是化合物形式。這是因為鋁性質比較活潑，常溫下就可與空氣中的氧氣發生反應，生成氧化鋁。生成的氧化鋁以薄膜的形式覆蓋于金屬表面，非常致密，阻止內部的鋁繼續反應，起到保護作用。所以，生活中我們可以使用一些鋁制品，不用擔心被腐蝕掉，如廚具、餐具。
【過渡】給學生分享一個自己生活中的囧事，腌咸菜的故事。一年春天，在家用一鋁盆腌了一些糖醋蒜薹，有一天，取蒜薹時，發現盆下面流出一些咸菜汁，一檢查發現是盆底漏了。誰解釋一下怎么回事？
【解釋】是腌咸菜時的醋把盆底給腐蝕了，鋁是金屬活動順序表中氫前金屬，可以和酸反應。
【演示實驗】課本76頁實驗3—4鋁與鹽酸的反應
【學生】仔細觀察，歸納現象。
【補充】現象：慢慢有氣泡冒出，先慢后快，點燃有爆鳴聲。
【講解】實驗表明，鋁可以和鹽酸發生反應，生成氫氣。反應反應方程式為：
【投影】2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
離子方程式：2Al＋6H+==2Al3+＋3H2
【設疑】上面的實驗中，還有別的反應發生嗎？
【啟發】鋁是一種較活潑金屬，常溫下能跟氧氣反應，但生活中的鋁制品卻能夠穩定存在。是因為其表面有一層致密的氧化鋁保護膜。
【投影】Al2O3
+
6HCl
=
2AlCl3
+
3H2O
【過渡】我們再做一個實驗，驗證Al2O3的存在。
【演示實驗】課本76頁實驗3—5
【學生】仔細觀察，歸納現象。
【歸納】現象：打磨過的鋁片，立即有氣泡冒出；未打磨的鋁片，一段時間才有氣泡。
【講解】因為打磨過的鋁片，表面的氧化鋁保護膜被破壞，Al就可以直接反應；而未打磨的鋁片，表面有一層氧化鋁保護膜，阻止鋁立即與氫氧化鈉反應。過段時間后，開始有氣泡冒出，說明氧化鋁膜被破壞。這些現象說明Al、Al2O3都能和NaOH反應。
【投影】2Al
+
2NaOH
+
2H2O
=
2NaAlO2
+
3H2↑
Al2O3
+
2NaOH
=
2NaAlO2
+
H2O。
【講解】NaAlO2
的名稱為偏鋁酸鈉，其中AlO2－的名稱為偏鋁酸根離子。由上面兩個實驗，了解到Al和Al2O3都既能與酸反應又能和強堿反應。像氧化鋁這類既能與酸反應生成鹽和水，也能與堿反應生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物。
【板書】Al2O3兩性氧化物
【練習】向一個鋁制易拉罐中充滿CO2，然后往罐中注入足量的濃NaOH溶液，立即封嚴罐口。一會兒聽到罐內發出“咔、咔”的聲音，且易拉罐變癟；再過一會兒易拉罐又鼓起來恢復原樣。請完成下列問題：
易拉罐變癟的原因是
反應的離子方程式為
易拉罐又鼓起來的原因是
反應的離子方程式為
【點評】由于鋁和氧化鋁既能和酸反應又能和堿反應，所以鋁制餐具容器不能盛放酸性堿性物質。
【講述】鐵合金和鋁合金是日常最常見的兩種合金。像鐵合金可以做地鐵車皮，鋁合金用于制造飛機外殼。
【過渡】在一些尖端技術領域，還需要一些特殊功能的新型合金。
【板書】四、新型合金
【講述】例如制造飛機發動機的耐高溫的鎳鈷合金，制造潛水器的硬度大、不易變形的鈦合金。例如，氫能是人類未來的能源之一，能量高，無污染。但是現在儲存運輸氫的方法，都是把氫氣壓縮到鋼瓶中，使用和運輸很不方便，也不安全。現在人們正在開發研究一種合金，這種合金在較低溫度下，吸收和釋放氫氣，已經取得較大進展。
播放視頻：嫦娥五號、奮斗者號、儲氫合金、記憶合金
【課堂小結】
鐵合金
鋁及合金
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑
Al2O3
+
6HCl
=
2AlCl3
+
3H2O
Al2O3
+
2NaOH
=
2NaAlO2
+
H2O
【隨堂鞏固】
下列不屬于新型合金材料的是（
）
儲氫合金
B.形狀記憶合金
C.不銹鋼
D.鎳鈷耐熱合金
下列有關廚房鋁制品的使用中，你認為合理的是（
）
盛放食醋
B.燒煮開水
C.用金屬絲擦洗表面的油污
D.用堿水洗滌
相同質量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，放出的氫氣在同溫同壓下體積之比為（
）
A.1:1
B.1:6
C.2:3
D.3:2
下列關于合金的說法中，正確的是（
）
合金的熔點一定比各成分金屬的低
在我國使用最早的合金是鋼
生鐵的含碳量為0.03%—2%
稀土金屬可以用來生產合金
下列關于鋁的說法中，正確的是（
）
鋁的化學性質不活潑
鋁不與酸、堿反應
常溫下鋁不與氧氣反應
鋁表面容易形成一層致密的氧化物保護膜
作業布置：閱讀課本相關內容，完成課后練習與應用。
第二節
金屬材料
第2課時
物質的量在化學方程式計算中的應用
學習目標：
1.掌握物質的量在化學方程式計算中的應用。
2.了解化學計算中常見的命題規律和常用的解題方法。
教學過程：
1．以物質的量為中心的計算
(1)物質的量濃度(c)和溶液質量分數(w)的換算關系是c＝。
(2)阿伏加德羅定律及其應用
①同溫同壓下，氣體的體積比等于氣體的物質的量之比，即＝。
②同溫、定容時，氣體的壓強比等于氣體的物質的量之比，即＝。
③同溫同壓下，氣體的密度比等于它們的摩爾質量之比，即＝。
④同溫、同壓下，等質量的任何氣體的體積比等于相對分子質量倒數比，即＝。
2．“n”在化學反應方程式中的應用
2Na　＋　2H2O　===2NaOH　＋　　H2↑
2
　∶2
∶
2
∶
1
2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶1×6.02×1023
2
mol
∶2
mol
∶2
mol
∶1
mol
結論：化學方程式中各物質的化學計量數之比等于各物質的物質的量之比。
課堂練習與檢測：
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)化學方程式2H2＋O22H2O的意義為2
mol
H2和1
mol
O2在點燃的條件下完全反應生成2
mol
H2O(　　)
(2)0.1
mol
Zn和Fe的混合物與足量的稀硫酸反應，一定生成0.1
mol
H2(　　)
(3)0.1
mol
Al與足量的氫氧化鈉溶液反應，生成3.36
L
H2(　　)
(4)將鋁投入到硫酸溶液中，當有3
mol電子發生轉移時，反應的鋁為27
g(　　)
(5)1
L
0.1
mol/L硫酸中加入0.2
mol
Fe，生成0.2
mol
H2(　　)
[答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
2．1.15
g金屬鈉與水反應，得到100
mL溶液，則：
(1)生成的氣體在標準狀況下的體積為________。
(2)反應后所得溶液的物質的量濃度為________。
[解析]　n(Na)＝＝0.05
mol，設生成標準狀況下氣體的體積為V，溶液物質的量濃度為c。
2Na＋2H2O===2NaOH　＋　H2↑
2
mol　　　　2
mol　　　22.4
L
0．05
mol　　0.1
L×c　　　V
V＝＝0.56
L；
c＝＝0.5
mol/L。
[答案]　(1)0.56
L　(2)0.5
mol/L
一、物質的量在化學方程式中計算的基本步驟
1.化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系
　　　　2CO　＋　O2
2CO2
化學計量數
2
1
2
擴大NA倍2NANA
2NA
物質的量
2
mol
1
mol
2
mol
質量56
g32
g88
g
44.8
L22.4
L44.8
L
結論：(1)化學方程式中各物質的化學計量數之比等于其粒子數目之比，等于其物質的量之比。
(2)對于有氣體參加的反應，在同溫同壓下各氣體的化學計量數之比等于其體積之比。
2．物質的量應用于化學方程式計算的基本步驟
注：(1)各種符號的書寫要規范。要注意字母的大、小寫，如“M”表示摩爾質量，而“m”表示質量；“N”表示微粒數，而“n”表示物質的量。
(2)如果是離子反應，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。
(3)單位運用對應化：根據化學方程式計算時，如果題目所給的兩個量單位不一致，要注意兩個量的單位要“上下一致，左右相當”。
(4)過量計算
給出了兩種反應物的量，求解某產物的量。
方法：按照化學方程式中量的關系判斷哪一種物質過量，然后根據量不足的物質進行求解。
【典例1】　向500
mL
NaOH溶液中投入10.8
g
Al，二者恰好完全反應后，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。則：
(1)Al的物質的量為________。
(2)參加反應的NaOH的物質的量為________，NaOH溶液的物質的量濃度為________。
(3)生成標準狀況下H2的體積為________。
思路：在解決此類定量分析題目時，首先明確化學方程式中化學計量數體現的定量關系，然后整合題干中的定量信息判斷是否存在物質過量，最后按少量的物質進行定量計算，得出結果。
[解析]　(1)n(Al)＝＝0.4
mol。
(2)設參加反應的NaOH物質的量是n。
則2Al　＋　2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2　　　　　2
0．4
mol　　n
則＝，n＝0.4
mol，
c(NaOH)＝＝0.8
mol/L。
(3)設生成標準狀況下H2的體積是V。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
mol　　　　　　　　　　　　　3×22.4
L
0．4
mol　　　　　　　　　　　　　V
V＝＝13.44
L。
[答案]　(1)0.4
mol　(2)0.4
mol　0.8
mol/L
(3)13.44
L
總結：
(1)根據化學方程式進行計算時，已知的物質的其他物理量可換算成物質的量，再根據化學方程式中化學計量數之比等于其物質的量之比，列比例式。
(2)各物理量及單位、公式等盡量用符號表示。各物理量要注明所表示的物質(或粒子)的符號，如參加反應的NaOH的物質的量表示為n(NaOH)。
(3)設未知量可直接用各物理量符號表示，如設參加反應的HCl的物質的量為n(HCl)，不帶單位。
(4)把已知量代入比例式計算時，都要代入單位。
(5)根據化學方程式計算時，已知物理量和被求物理量，只要滿足“上下一致，左右相當”即可進行求算。
[針對訓練1]　如下表是某學校實驗室從化學試劑商店買回來的氫氧化鈉試劑標簽上的部分內容。某同學從該試劑瓶中取出24.0
g固體，配成1
L溶液，請計算：
(1)所得氫氧化鈉溶液的物質的量濃度為________；
(2)從所得氫氧化鈉溶液中取出200
mL于一燒杯中，投入足量的金屬鋁，完全反應后，產生氣體的質量為________。
[解析]　(1)n(NaOH)＝＝＝0.6
mol，
c(NaOH)＝＝＝0.6
mol·L－1。
(2)200
mL
NaOH溶液的物質的量濃度不變，所以n(NaOH)＝c·V＝0.6
mol·L－1×0.2
L＝0.12
mol，
設生成H2的物質的量為x
mol，
則2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
mol
3
mol
0.12
mol
x
mol
可得：＝?x＝0.18
mol，
則m(H2)＝n·M＝0.18
mol×2
g·mol－1＝0.36
g。
[答案]　(1)0.6
mol·L－1　(2)0.36
g
二、化學計算中常用的解題方法
1.關系式法
當已知物和未知物之間是靠多個反應來聯系時，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關系即“關系式”，就可求得未知量。
示例：把CO還原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的質量。
分析：(1)寫出反應方程式：
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(2)列關系式
3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3，以上關系也可根據C原子守恒直接確定關系式。
2．守恒法
化學反應中的守恒關系有：質量守恒、得失電子守恒、電荷守恒。
(1)質量守恒
①宏觀特征：反應前后質量守恒；
②微觀特征：反應前后各元素的原子個數守恒。
(2)得失電子守恒
氧化還原反應中，氧化劑得電子總數等于還原劑失電子總數。
(3)電荷守恒
①電解質溶液中，陰離子所帶負電荷總數等于陽離子所帶正電荷總數；
②離子方程式中，反應物所帶電荷總數與生成物所帶電荷總數相等且電性相同。
3．差量法
根據化學反應前后物質的有關物理量發生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應前后的質量差、物質的量的差、氣體體積差等。該差量與反應物的有關量成正比。差量法就是借助這種比例關系求解的方法。
如：把一鐵棒插入CuSO4溶液后，過一段時間取出，鐵棒的質量增加了4
g，據此可求參加反應的Fe的質量。
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　Δm
56
64　64－56＝8→理論差量
m(Fe)
　　4
g　→實際差量
＝，
所以m(Fe)＝28
g。
【典例2】　已知：①碳酸鈉高溫不分解；②碳酸氫鈉受熱發生分解反應2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。充分加熱碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物19
g，完全反應后固體質量減輕了3.1
g，求：
(1)原混合物中碳酸鈉的質量是________g。
(2)將剩余固體溶于水配成300mL溶液，其中c(Na＋)是________。
(3)在剩余固體中，加入過量鹽酸，反應后放出二氧化碳的體積(標準狀況)是________L。
思路：“差量法”解題的關鍵在于尋求差量與物質之間的比例關系，以差量作為解題的突破口。
[解析]　(1)設混合物中NaHCO3的質量為m，則：
則Na2CO3的質量為19
g－8.4
g＝10.6
g。
(2)剩余固體為Na2CO3，質量為19
g－3.1
g＝15.9
g，
物質的量為＝0.15
mol，
則n(Na＋)＝0.3
mol，所以c(Na＋)＝＝1
mol·L－1。
(3)設生成CO2的物質的量為x，則
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
　
1
1
　0.15
mol
x
＝?x＝0.15
mol，
所以V(CO2)＝n·Vm＝0.15
mol·22.4
L·mol－1
＝3.36
L。
[答案]　(1)10.6　(2)1
mol·L－1　(3)3.36
三、化學計算中常用的三種方法
(1)守恒法
①質量守恒。
②得失電子守恒，應用于氧化還原反應中。
③電荷守恒，應用于離子反應中。
三種守恒方法有時可同時采用。
(2)關系式法一般用于多步反應中。
(3)差量法
①體積差量法(氣體體系中)
②物質的量差量法(所有體系)
③固體差量法(固體體系中)
[針對訓練2]　有兩份質量相同的NaHCO3固體，向第一份中加入鹽酸使其充分反應；將第二份加熱使其完全分解，冷卻至原溫度再加入相同濃度的鹽酸充分反應，則它們所消耗的鹽酸的體積比為(　　)
A．2∶1
B．1∶1
C．1∶2
D．4∶1
[解析]　解法一：取168
g
NaHCO3固體，第一份：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
84
36.5
168
g36.5×2
g
第二份：
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
2×84
106
168
g106
g
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
106
36.5×2
106
g
36.5×2
g
通過比較可知耗用的鹽酸量相等。
解法二：不論NaHCO3是直接與酸反應，還是受熱分解后的固體再與酸反應，其中的Na＋均轉化為NaCl，因Na＋的量一定，則需Cl－的量一定，即需鹽酸的量一定，所以由守恒法可直接判斷出消耗的鹽酸的量相等。
[答案]　B
作業布置：閱讀課本相關內容，完成課后練習與應用。
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