快過年了，小五老師也沒什麼禮物送給大家，不如給大家講一節化學課吧。

本節課對應人教版高中化學，必修一，

第三章 金屬及其化合物，第一節 金屬的化學性質，

第二小節 鋁與氫氧化鈉溶液的反應、物質的量在化學方程式計算中的應用

以下為文字版，建議有條件的同學觀看上面的視頻版。

一轉眼，三個月都沒有更新了，有不少同學私信問我為什麼這麼久不更新啊。我這麼懶怎麼可能回複呢，後來轉念一想/還是象征性的回複一下吧，于是我就随意地找了一位名字裡符号最多的同學，起名字都整這麼多符号，化學肯定學得好。我語重心長的回複到：最近實在太忙了，又要備課，又得想段子，關鍵我還這麼懶，巴拉巴拉一大堆，最後又祝這位同學學業進步。不久呀就又收到這位同學真誠的回複了，他就回複了四個字母，mlgb，然後就取關了。诶，我就盯着這四個字母陷入了沉思，mlgb，什麼意思？不過以我的聰明才智，分分鐘就整明白了，mlgb，“沒聊夠吧！”這四個字拼音的縮寫。我說沒聊夠咱接着聊呀，取關幹什麼，現在的孩子，真是搞不懂。

好了，為了照顧一些給我留言說：不更新視頻便便都不順暢了的同學，以及其他也想跟我說“沒聊夠吧”的同學，咱就接着往下聊，今天咱們講，第三章第一節的第二小節，鋁與氫氧化鈉溶液的反應、以及物質的量在化學方程式計算中的應用。

本節課呢，就這麼點内容，咱一個一個給整明白咯。

首先來看第一部分，鋁與NaOH溶液的反應。

我們首先來看鋁與酸、堿反應實驗對比，

操作，分别在試管中加入稀鹽酸和NaOH溶液，放入一小片鋁片，觀察現象。一段時間後将燃着的木條分别靠近兩試管口，用手觸碰試管外壁。其操作示意圖如圖所示，區别不大，就是試管中的溶液有所變化。

對于現象的完整描述如下，可以分成四條來記憶，避免造成記憶混亂：1、試管中産生氣泡，2、鋁片逐漸溶解，3、點燃的木條靠近試管口時發出爆鳴聲，4、試管壁發熱。其實一條一條地看的話，現象的描述和操作是一一對應的。

鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應方程式分别如下，這需要各位同學牢記。

這裡插播一條學習方法小提示，牢記和死記、硬記是有區别的，牢記是要達到不需要去特别記憶就知道怎麼寫的這樣一個境界，聽起來很玄乎，其實操作起來很簡單，隻需要理解反應為什麼會發生，理所當然地就知道反應能夠生成什麼了，自然而然的寫出反應方程式，然後配平，需要的話标氣體沉澱等符号，齊活。

好吧，知道給你們講這些你們也不愛聽，還有一個超簡單的記憶技巧偷偷告訴你們，就四個字，抄同桌的，當然這招除了考試的時候不好使以外，其他時候都沒毛病。

接着往下看，結論，（1）反應剛開始的時候，反應較慢，之後逐漸變快。這是由于以下兩個因素共同導緻：第一個原因，反應開始時鋁片表面的氧化膜阻礙鋁片與酸堿反應，随着反應進行，氧化膜溶解，反應速度加快；第二個原因，随反應進行，體系溫度升高，反應速度也會加快。兩個因素共同促使反應越來越快。

（2）觀察反應方程式可知：等量的鋁與過量的HCl或NaOH反應時生成H2的量相等。到了視頻的第三部分，我們還會從電子轉移的角度再次解釋這個問題。

相信大多數同學第一次見到鋁與氫氧化鈉溶液的反應的時候，估計内心都會浮現出這樣的彈幕：這反應不講武德啊，mlgb。對，沒聊夠吧，那咱接着聊聊這個反應。

2、鋁與NaOH溶液反應的實質

鋁并非直接和NaOH反應，而是首先與溶液中的水反應生成Al(OH)3,而後Al(OH)3又繼續與NaOH生成偏鋁酸鈉NaAlO2。本質上鋁與NaOH溶液的反應分為兩步。

第一步，即鋁與水的反應，化學方程式可以表示為鋁與水反應生成氫氧化鋁沉澱和氫氣，并配平标出沉澱和氣體符号。将該反應标記為反應①。

第二步為所生成的氫氧化鋁沉澱與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，方程式如下，将其标記為②。有沒有看出一點門道呢，其實在這個反應中，NaOH隻起到了使第一步中生成的Al（OH）3溶解的作用，下節課呢我們還會單獨把這個反應拎出來講。

這兩步反應在溶液中是同時發生的，是以一種你中有我、我中有你的這種未成年人請在父母陪同下觀看的狀态而存在的，所以一般在寫這個反應方程式的時候呢把這兩步反應寫在一個方程式中，即把這兩步反應相加，可以得到如下方程式。

跟我們剛剛學到的方程式略有區别，區别就在于把反應中消耗的水和生成的水都表示了出來。以至于方程式看起來很羅嗦。所以我們課本上并沒有給出這個方程式。

那麼這個方程式有什麼意義呢？當然有意義，隻有把反應中的水全部表示出來，我們才能标出反應中的電子轉移。

來看反應中的電子轉移，鋁失去六個電子生成偏鋁酸鈉中 3價的鋁。那氫氣中的H是由誰提供的呢？氫氧化鈉麼？開什麼玩笑，剛才白講了啊，氫氧化鈉隻起到了溶解氫氧化鋁的作用，氫氣是水中的氫離子得電子生成的。

也就是水中的氫離子得六個電子，生成氫氣。

再來仔細研究一下反應方程式，右邊的4個水是哪來的？是左邊的六個水中的氫氧根離子先與Al反應生成Al(OH)3沉澱，緊接着Al(OH)3又跟NaOH反應所生成的。

學習到這裡有沒有一種豁然開朗的感覺呢？沒有啊，看來是上帝在你面前遮住了簾忘了掀開啊。想掀開也容易，把視頻倒過去再把這兩步反應理解了簾子就掀開了。

接下來就進入到垃圾時間了，

所以反應中的還原劑為Al，而氧化劑是水，千萬不要搞錯。

最後再友情提示一下，書寫鋁與NaOH溶液反應電子轉移時必須寫出方程式中省略的4個H2O。下面的這種寫法是不能寫出電子轉移式的。

最後來看無聊的易錯點提醒。為什麼說無聊呢，因為學會的，不提醒也不會錯。學廢的，提醒了照樣錯。不過為了避免收到更多“沒聊夠吧”這樣的留言，這裡還是簡單給大家提個醒吧。

①Al與NaOH的反應中，還原劑為Al，氧化劑為H2O，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑。

②常溫下，Al在濃硝酸、濃硫酸中會鈍化，不發生反應。

③Al與濃、稀硝酸反應均不生成氫氣；Al與濃硫酸在加熱條件下反應也不産生氫氣。

④盡管鋁制品表面有氧化鋁組成的緻密保護膜，但是氧化鋁與酸、堿均能夠反應，因此不宜長時間用鋁制品保存酸性或堿性食物。

終于進入更加無聊且容易掉粉的第二部分了，那為啥還講呢，因為這一部分地位過于重要，是幾乎所有化學計算的基礎，可以說學好這一部分是應付各類大小考試的基礎，簡直就是：不學不是中國人啊。

先來看計算的原理：物質是由原子、分子、離子等粒子構成，物質之間的化學反應也是這些粒子按照一定的數目關系進行的。

而化學方程式中的化學計量數可以明确的表示出化學反應中粒子之間的數量關系。

來看例子，例如對于氮氣和氫氣在高溫高壓下生成氨氣的反應中，化學計量數比為1:3:2，因此，參與反應的各物質/物質的量、氣體體積和分子數之比都為1:3:2。也就是說1 mol氮氣與3 mol氫氣生成2 mol氨氣，或者說1 體積氮氣與3體積氫氣生成2體積氨氣。又或者說每1個氮氣分子與3個氫氣分子反應，生成2個氨氣分子。

但是質量之比并非1:3:2，而是相對分子質量×化學計量數之比，等于28:6:34。

了解了原理，我們來看一般解題步驟。

第一步，寫，寫出化學方程式。在做化學計算的時候，寫化學方程式這一步至關重要，是解答一道題的基礎，方程式寫不出來的話這道題是萬萬沒有解決途徑的，并且我們在寫方程式的時候不僅要寫出正确的反應物和生成物，還要對方程式進行配平。所以我們拿到一道題，第一步一定是先寫出化學反應方程式，況且退一步來講，在所有考試中，隻要計算題中寫對方程式，就能得一步的分。既然咱們已經輸在家庭背景上的起跑線上了，就别讓化學方程式再拖咱們的後腿。

第二步，标，顧名思義，就是标出計算所需的相關量。

接下來，設，設未知數，這一步在解題的時候根據情況判斷是否需要寫出來，當使用常用符号來表示的時候，例如用n表示物質的量，V表示體積，m表示質量的時候，設的這一步可以省略不寫。

再接下來，列，列出比例式，考試的時候這一步通常還是需要寫出來的。不過在本視頻中，為了提高各位同學便便的質量，使畫面看起來不至于醜到讓人便秘，在後面的例題中這一步就省略不寫了，你們考試的時候該寫還是要寫，畢竟考試不是拉便便。

第五步，解，像解大便一樣解出待求量。

最後，答，簡要的寫出答案。

以上為一般解題步驟，這裡不再單獨給出例題了，可以參考教材上的任意一道例題體會這幾個步驟。另外，如果老師講到現在你還能繼續忍受/沒摔手機的話，馬上你就會看到其實你并不想聽的例題了，當這些例題惡心到你的時候，你也可以對照解題步驟來減輕學習例題的不适感。

我們接着讨論過量問題的計算。

若反應中給出了兩種或多種反應物的量，應該首先判斷這兩種反應物是否恰好完全反應，若不能恰好完全反應，則應該繼續判斷哪種物質能夠消耗完全，哪種物質過量。

而我們在計算的時候，應該根據完全消耗的物質進行計算。

也就是說在我們遇到任何計算問題時，都應該首先通過化學方程式确定哪種物質過量。

遇到具體題目的時候，還要注意題目中可能出現的“陷阱”，例如最常見卻很容易忽略的就是在有些題目中，反應物中過量的物質與反應的生成物仍能夠繼續發生反應。

接下來我們就通過一道例題來看看出題人是如何設置這類“陷阱”的。

例題，含0.2 mol NaOH的燒堿溶液，在标況下吸收CO2氣體3.36L，所得溶液中含有什麼物質(不考慮水)，其物質的量各為多少？

老規矩，暫停視頻，假裝思考三分鐘。

假裝完了，我們一起來看。如果沒有前面的視頻給大家醞釀一下便便，哦不，醞釀一下這道題，而是直接給出這道傷害不大，但侮辱性極強例題，一定會有不少同學自信滿滿的答道，so easy! 體系裡還剩過量的二氧化碳和生成的碳酸鈉。但是過量的二氧化碳還能繼續和碳酸鈉生成碳酸氫鈉呢，沒想到吧，小醜竟然是你自己，後浪，耗子尾汁呀。

來看無聊的解題過程吧，友情提示一下，如果你還在廁所裡蹲着，差不多可以出來了。再蹲一會腿麻了可能就出不來了呢，親~。

第一步，求二氧化碳物質的量，題目中給出了标況下二氧化碳的體積，計算得到二氧化碳物質的量。

接下來我們就要判斷是否能夠恰好反應完全，以及誰過量的問題。我們可以假設其中的任意一種物質完全反應，計算另一種物質所需的量，即可判斷哪種物質過量。演示中，我們假設NaOH完全反應，求所需的CO2的量，剛剛講過的一般解題步驟應該也忘得差不多了吧，正好一起來複習一遍，首先寫出反應方程式，标出相關量，

接下來，設未知數，現在我們要求CO2的物質的量，所以可以設CO2物質的量為n（CO2），當然，假設的這一步很多時候可以省略。

之後列出比例式，并解得未知數n（CO2），這裡我們直接給出了結果，大家自己解題的時候建議寫全。

計算得到，若氫氧化鈉完全反應，需消耗二氧化碳0.1 mol，

0.1<0.15，因此二氧化碳過量。假如這裡計算得到的數大于0.15的話，那說明是（語氣放慢）對，氫氧化鈉過量。

所以，題目中二氧化碳過量，氫氧化鈉完全反應後還剩過量的CO2 0.05 mol未反應。

并且，我們還需要根據完全反應的NaOH求出生成的碳酸鈉的量為0.1 mol。

到這一步可以先做一個小節，氫氧化鈉完全反應，二氧化碳過量，并且有碳酸鈉生成，因此此時體系中還剩過量的二氧化碳和生成的碳酸鈉。到這裡還不能掉以輕心，因為二氧化碳能夠和碳酸鈉繼續反應生成碳酸氫鈉。

同樣，首先，寫出第二步的反應方程式，并标出相關量。

根據剛才的計算我們很容易可以看出，此時體系中碳酸鈉過量。因此這一步計算應該按照二氧化碳的量來算。

分别假設反應消耗的碳酸鈉和生成的碳酸氫鈉為n(Na2CO3)’和n(NaHCO3)，計算得到兩者物質的量分别為0.05 mol和0.1 mol。

此時，體系中的二氧化碳消耗完全，體系中隻剩過量的碳酸鈉和生成的碳酸氫鈉。

最後，把兩步反應放在一起可以得出結論。

最終體系中隻含有兩種物質，即Na2CO3和NaHCO3 ；

其中Na2CO3的量為第一步生成的量減去第二步反應的量，即為0.1 – 0.05 = 0.05 mol； NaHCO3 為0.1 mol。

講完了既難講又難聽懂的例題，我們來看點令人心情愉悅的理論知識吧，大家不必擔心，後面還有好幾道例題，保證能把大家惡心的透透的。

4、化學計算的特殊方法。（1）差量法。根據反應前後物質相關量發生的變化，找到“理論差量”，可以是反應前後的質量差、物質的量差、氣體體積差等，該差量的大小與反應物的有關量成正比。

相信如果沒學過這一方法會看的一頭霧水，不如直接看索然無味的例題吧。

例題，鐵粉與高溫水蒸氣完全反應後得到的幹燥固體的質量比反應前鐵粉的質量增加32 g，問參加反應的鐵粉物質的量？

這道題看起來還真是有點棘手呢，不管題目好做與否，第一步寫出反應方程式肯定不會錯。

觀察反應可以知道，

增加的固體質量是生成的四氧化三鐵與反應消耗的鐵單質的質量差。所以，我們可以利用差量法來解。

這道題中用到了質量差，所以你應該還不猶豫的在方程式的旁邊寫一個大大的Δm。

就像這樣。Δm表示的就是反應前後固體物質的質量差。

題目中要、求參加反應的鐵粉的物質的量，所以我們列比例式時，

就在Fe下面寫上3 mol，那麼此時Δm即為生成四氧化三鐵的質量減去反應的鐵單質的質量，

等于64 g。也就是每3 mol鐵完全反應生成四氧化三鐵，反應前後固體的質量差為64 g。

然後設未知數，列出方程式，并求解。可得鐵的物質的量為1.5 mol。

綜上，利用差量法解題的關鍵在于尋求差量與物質之間的比例關系。

（2）關系式法。

當已知物與待求物之間靠多個反應聯系時，隻需直接确定兩者之間的比例關系式即可。

什麼意思呢，我們還是來看例題。

例如：用CO還原Fe2O3，将生成的CO2通入澄清石灰水，求沉澱CaCO3的量。

沉澱CaCO3中的碳元素全部來源于CO2，而CO2中的碳元素又全部來源于CO。

因此可以得出結論，每一個CO分子與Fe2O3反應将會生成一個CO2分子，而每個CO2與氫氧化鈣反應又會生成一個碳酸鈣分子，因此CO與CO2與CaCO3的比例應該為1:1:1，所以可以得出關系式：一個CO對應一個CO2又對應一個CaCO3。而利用這個關系式，跳過了繁瑣的中間步驟，直接将最初的反應物CO與最終需求解的生成物CaCO3聯系了起來，使解題也變得更加容易。

（3）守恒法，質量守恒，宏觀上來看是反應前後元素質量守恒。

微觀上來看是反應前後的原子個數守恒。

得失電子守恒，氧化還原反應中，氧化劑得電子總數與還原劑失電子總數相等。

電荷守恒，電解質溶液中，陽離子所帶正電荷總數與陰離子所帶負電荷總數相同，即正負電荷總數相同。

離子反應方程式中，反應物所帶電荷與生成物所帶電荷總數相等，且電性相同。

以上這些守恒定律都可以在解題的時候靈活應用，增加解題的靈活性。

我們來看一道利用守恒法解答的例題，含0.2 mol NaOH的燒堿溶液，在标況下吸收CO2氣體3.36L，最終體系中隻含有Na2CO3和NaHCO3(不考慮水)，求兩種物質的量各為多少？

有沒有覺得這道題很熟悉，廢話，一秒鐘前剛剛講過，連數字都沒變！這都沒印象的話還是趁早買個爐子去路邊賣烤紅薯吧，算了，可能烤紅薯并不适合你，畢竟烤紅薯也需要控制煤炭與空氣的混合比例調節燃燒速度控制爐内的溫度，這樣烤的紅薯才能外焦裡嫩，又香還省煤。看到沒，化學學不好紅薯都烤不香。

其實仔細閱讀這道題，和剛才那道例題還是有一點細微的區别，這道題中直接給出了最終體系中隻含有碳酸鈉和碳酸氫鈉這兩種物質，如果題目中沒有明确的給出這樣的信息，我們還是需要通過計算判斷過量問題。具體計算前面剛剛講過，這裡就不再啰嗦了，這麼快就忘了的話建議預防一下阿爾茨海默症呢。

這裡我們利用守恒法來解題，首先假設生成Na2CO3的量為x mol，NaHCO3為y mol。這裡我們設了x和y這兩個未知數而沒有用n來表示物質的量，所以假設這一步一定要體現出來。

由于産物中的Na全部來自于NaOH，x mol Na2CO3含Na元素2x mol，y mol NaHCO3含Na元素y mol，根據Na守恒，所以有2x y = 0.2 mol。

再根據碳守恒，也就是産物中的C元素全部來源于參與反應的CO2，而CO2的量為3.36/22.4= 0.15 mol。同時x mol Na2CO3含C元素x mol，y mol NaHCO3含C元素 y mol，所以x y =0.15 mol。

解一下這個小學水平的一元二次方程，即可得到Na2CO3的量為0.05 mol，NaHCO3為0.1mol。怎麼樣，剛才講了半天的解題方法是不是瞬間就不香了呢，利用守恒法解題是不是成了新的小甜甜呢？

估計拖堂是所有老師的通病吧，我視頻的時間也變得越來越長了，沒想到自己也變成自己曾經最讨厭的樣子了。反正既然如此了，咱們索性把體育課的時間也占了吧，再來講最後一個專題，Al與NaOH、HCl溶液反應的計算，好在這部分沒什麼技術含量，就當帶着大家做準備運動了吧。

1、Al與HCl、NaOH溶液放出H2情況的讨論

方程式，我們已經講過很多次了，不再重複，放在這裡，方便後面内容的講解。

我們來分情況讨論，反應中放出的H2都是溶液中的H 還原而來，而H 還原所得到的電子均來自參與反應的Al，因此不論是與酸或堿反應，都遵循2Al~3H2這一關系式（得失電子守恒）。

所以當Al的量相同且均完全反應時（即Al為少量時），不論與酸或堿溶液反應生成的H2的量均相同；即V(HCl) : V(NaOH) = 1 : 1 。

當Al過量時，根據方程式可以分别得出如下關系式：

6HCl~3H2,即2HCl~H2;

2NaOH~3H2 ,即2/3NaOH~H2

所以若生成相同體積H2時，所需n(HCl): n(NaOH) = 2: (2/3) = 3 : 1。

也可以說是，等物質的量的HCl和NaOH與過量的Al生成的氫氣體積比為V(HCl) : V(NaOH) = 1 : 3。

依然根據兩反應方程式，我們又可以得出如下比例：

2Al~6HCl,即Al~3HCl，又或者 1/3Al~HCl；

2Al~2NaOH ,即Al~NaOH。

所以若Al的量相同，且在兩種反應中，一種鋁過量，另一種鋁少量的時候，一定是HCl溶液中的鋁過量，而與NaOH反應的鋁為少量。

所以，根據上面的推論，等物質的量的HCl和NaOH分别與Al反應時，

若Al均為少量時，那麼與鹽酸和氫氧化鈉反應放出的氫氣體積相同，即V(HCl) : V(NaOH) = 1 : 1，而Al均為過量時V(HCl) : V(NaOH) = 1 : 3；

若Al在一種溶液中過量，另一種溶液中少量，則生成氫氣比一定介于這兩者之間。即/＜ (V())/((aOH)) ＜ /，且一定是HCl溶液中Al過量，NaOH中Al少量。

快速做一個小節，咱們趕緊把這節令人讨厭的化學課結束了。

左邊一列為反應條件，右邊一列為生成H2體積比。

等物質的量的Al分别與足量的HCl、NaOH溶液反應時，V(HCl)/V(NaOH) = 1 : 1；

足量的Al分别與等物質的量的HCl、NaOH溶液反應時，V(HCl)/V(NaOH) = 1 : 3；

相同量的Al分别與HCl、NaOH溶液反應，且一種過量，一種不足量時，/＜ (V())/((aOH)) ＜ /，并且一定是HCl溶液中的鋁過量，NaOH中少量。

參與反應的鹽酸與氫氧化鈉比為3:1時，生成氫氣比為1:1。

終于到了跟大家說再見的時候了，我們下期再見，考慮到剛才在線表演了一下拖堂這一偉大技巧，估摸着不少同學已經果取關了，另外也不知道下期視頻會什麼時候才能更新，那還是給大家說一聲有緣再見吧~同學們，拜拜~

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