10.探究钠、镁、铝单质的金属性强弱
实验原理:钠、镁、铝的金属性强弱顺序是钠?镁?铝。判断金属性强弱的依据:①单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易程度;②最高价氧化物对应水化物的碱性强弱;③单质与盐溶液的置换反应。
实验操作:⑴Na与冷水(水中滴加酚酞试液)的反应。注意:①固体钠的取用;②滴管的使用。
⑵Mg分别与冷水、热水(水中滴加酚酞试液)的反应。注意:①用砂纸擦除镁带表面的氧化膜;②滴管的使用;③液体的加热。
⑶Mg、Al分别与盐酸的反应。注意:①用砂纸擦除镁条和铝片表面的氧化膜;②液体药品的取用。
⑷MgCl2溶液、AlCl3溶液中滴加过量的NaOH溶液。注意:①液体药品的取用;②滴管的使用。
实验现象及结论:⑴Na与冷水剧烈反应,放出无色气体,溶液变红。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑,Na的金属性很强,与冷水剧烈反应,生成的NaOH是强碱,能使酚酞试液变红。
⑵Mg与冷水缓慢、与沸水迅速反应,镁带表面有少许气泡,镁带表面变微红。Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,Mg的金属性不如Na强,要与沸水反应,生成的Mg(OH)2是中强碱,能使酚酞试液变浅红。
⑶Mg、Al与盐酸剧烈反应,放出无色气体,但Mg比Al更剧烈。
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑,Mg为活泼金属,与盐酸反应剧烈;Al的金属性不如Mg强,与盐酸反应不如Mg剧烈。
⑷MgCl2溶液、AlCl3溶液中均生成白色沉淀,加过量NaOH溶液时,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],根据强制弱的反应规律知碱性强顺序为:
NaOH(强碱)> Mg(OH)2(中强碱) > A1(OH)3(两性氢氧化物)。
金属性强弱顺序为:Na>Mg>Al
问题:(1)以上实验是如何说明钠、镁、铝金属性的强弱?为什么会有这样的递变规律?
(2)如何设计实验判断金属的活动性顺序呢?以判断镁、铝、铁、铜的金属活动性顺序为例说明。
(3)以镁和铝为电极,在酸性或中性介质中构成原电池,镁为负极,铝为正极,若在强碱性介质中构成原电池,则铝为负极,镁为正极。不同的结果对于判断镁、铝金属性强弱是否矛盾呢?为什么?
(4)请小结可根据哪些实验事实来判断金属性强弱?
11.化学反应中的热量变化
实验原理:化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化。若反应中有热量放出,则为放热反应;反之,若反应中有吸收热量的,则为吸热反应。
实验操作:(1)在一支试管中加少量盐酸,在加少量的NaOH溶液,用手触摸试管外壁,用温度计测量温度,记下温度变化。
(2)向一支试管中放入几个锌粒,加入5mL2mol/L盐酸,用手触摸试管外壁,有什么感觉?
(3)在一个小烧杯中加入一定量的Ba(OH)2晶体,再在烧杯中加入一定量的NH4Cl晶体,并用玻璃棒迅速搅拌,使充分反应,用手触摸烧杯外壁,有什么感觉?
实验现象及结论:(1)试管外壁发热,温度升高,说明反应过程中有热量放出。NaOH+HCl==NaCl+H2O(放热)
(2)反应产生大量气泡,同时试管外壁发热,温度升高,说明反应过程中有热量放出。Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑(放热)
(3)烧杯外壁发冷,温度降低,说明该反应吸收了大量的热。
Ba(OH)2+2NH4Cl ==BaCl2+2NH3↑+2H2O(吸热)
问题:(1)常见的放热反应有哪些?常见的吸热反应有哪些?
(2)大家都感受到了吸热反应和放热反应,在生活生产中有哪些应用?
(3)化学反应为什么会有能量的变化呢?如何从宏观和微观两个不同的角度加以解释。
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