10.探究鈉、鎂、鋁單質(zhì)的金屬性強(qiáng)弱
實(shí)驗(yàn)原理:鈉、鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱順序是鈉?鎂?鋁。判斷金屬性強(qiáng)弱的依據(jù):①單質(zhì)跟水(或酸)反應(yīng)置換出氫的難易程度;②最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱;③單質(zhì)與鹽溶液的置換反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)操作:⑴Na與冷水(水中滴加酚酞試液)的反應(yīng)。注意:①固體鈉的取用;②滴管的使用。
⑵Mg分別與冷水、熱水(水中滴加酚酞試液)的反應(yīng)。注意:①用砂紙擦除鎂帶表面的氧化膜;②滴管的使用;③液體的加熱。
⑶Mg、Al分別與鹽酸的反應(yīng)。注意:①用砂紙擦除鎂條和鋁片表面的氧化膜;②液體藥品的取用。
⑷MgCl2溶液、AlCl3溶液中滴加過量的NaOH溶液。注意:①液體藥品的取用;②滴管的使用。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:⑴Na與冷水劇烈反應(yīng),放出無色氣體,溶液變紅。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,Na的金屬性很強(qiáng),與冷水劇烈反應(yīng),生成的NaOH是強(qiáng)堿,能使酚酞試液變紅。
⑵Mg與冷水緩慢、與沸水迅速反應(yīng),鎂帶表面有少許氣泡,鎂帶表面變微紅。Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,Mg的金屬性不如Na強(qiáng),要與沸水反應(yīng),生成的Mg(OH)2是中強(qiáng)堿,能使酚酞試液變淺紅。
⑶Mg、Al與鹽酸劇烈反應(yīng),放出無色氣體,但Mg比Al更劇烈。
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑,Mg為活潑金屬,與鹽酸反應(yīng)劇烈;Al的金屬性不如Mg強(qiáng),與鹽酸反應(yīng)不如Mg劇烈。
⑷MgCl2溶液、AlCl3溶液中均生成白色沉淀,加過量NaOH溶液時,AlCl3溶液中生成的白色沉淀又溶解消失。
MgCl2+2NaOH==Mg(OH)2↓+2NaCl,AlCl3+3NaOH==A1(OH)3↓+3NaCl,
A1(OH)3+NaOH==Na[Al(OH)4],根據(jù)強(qiáng)制弱的反應(yīng)規(guī)律知堿性強(qiáng)順序?yàn)椋?/p>
NaOH(強(qiáng)堿)> Mg(OH)2(中強(qiáng)堿) > A1(OH)3(兩性氫氧化物)。
金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篘a>Mg>Al
問題:(1)以上實(shí)驗(yàn)是如何說明鈉、鎂、鋁金屬性的強(qiáng)弱?為什么會有這樣的遞變規(guī)律?
(2)如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)判斷金屬的活動性順序呢?以判斷鎂、鋁、鐵、銅的金屬活動性順序?yàn)槔f明。
(3)以鎂和鋁為電極,在酸性或中性介質(zhì)中構(gòu)成原電池,鎂為負(fù)極,鋁為正極,若在強(qiáng)堿性介質(zhì)中構(gòu)成原電池,則鋁為負(fù)極,鎂為正極。不同的結(jié)果對于判斷鎂、鋁金屬性強(qiáng)弱是否矛盾呢?為什么?
(4)請小結(jié)可根據(jù)哪些實(shí)驗(yàn)事實(shí)來判斷金屬性強(qiáng)弱?
11.化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化
實(shí)驗(yàn)原理:化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化。若反應(yīng)中有熱量放出,則為放熱反應(yīng);反之,若反應(yīng)中有吸收熱量的,則為吸熱反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)操作:(1)在一支試管中加少量鹽酸,在加少量的NaOH溶液,用手觸摸試管外壁,用溫度計測量溫度,記下溫度變化。
(2)向一支試管中放入幾個鋅粒,加入5mL2mol/L鹽酸,用手觸摸試管外壁,有什么感覺?
(3)在一個小燒杯中加入一定量的Ba(OH)2晶體,再在燒杯中加入一定量的NH4Cl晶體,并用玻璃棒迅速攪拌,使充分反應(yīng),用手觸摸燒杯外壁,有什么感覺?
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:(1)試管外壁發(fā)熱,溫度升高,說明反應(yīng)過程中有熱量放出。NaOH+HCl==NaCl+H2O(放熱)
(2)反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡,同時試管外壁發(fā)熱,溫度升高,說明反應(yīng)過程中有熱量放出。Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑(放熱)
(3)燒杯外壁發(fā)冷,溫度降低,說明該反應(yīng)吸收了大量的熱。
Ba(OH)2+2NH4Cl ==BaCl2+2NH3↑+2H2O(吸熱)
問題:(1)常見的放熱反應(yīng)有哪些?常見的吸熱反應(yīng)有哪些?
(2)大家都感受到了吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),在生活生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用?
(3)化學(xué)反應(yīng)為什么會有能量的變化呢?如何從宏觀和微觀兩個不同的角度加以解釋。
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