2019-2020学年新培优同步人教版高中化学必修一练习：第3章 第1节 第2课时　金属与酸和水的反应　铝与氢氧化钠溶液的反应 .docx

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1、第2课时金属与酸和水的反应铝与氢氧化钠溶液的反应课时过关能力提升一、基础巩固1.钠与水的反应现象与钠的下列性质无关的是()A.钠的熔点较低B.钠的密度比水的小C.钠的硬度小D.钠有很强的还原性解析:钠与水反应的现象可归纳为“浮”“熔”“游”“响”“红”,其中“浮”说明钠的密度比水小,“熔”说明钠的熔点低,“游”“响”说明钠与水反应剧烈,钠具有很强的还原性,无法证明钠的硬度大小。答案:C2.下列说法正确的是()A.Fe比Al活泼B.Fe与盐酸反应的离子方程式为2Fe+6H+2.Fe3+3H2C.铁与CuSO4溶液反应可置换出铜D.Fe不能与H2O反应解析:在金属活动性顺序中Al排在Fe的前面,故

2、Al比Fe活泼;Fe与盐酸反应的离子方程式应为Fe+2H+Fe2+H2;铁可置换出铜的盐溶液中的铜,如:Fe+CuSO4FeSO4+Cu;Fe在高温下可以与H2O(g)发生反应而生成Fe3O4和H2。答案:C3.将一小粒钠投入盛有硫酸铜溶液的小烧杯中,不可能观察到的现象是()A.溶液中出现蓝色絮状沉淀B.钠粒熔成小球浮在水面四处游动C.有气体产生D.有红色的铜被置换出来解析:钠与硫酸铜溶液反应时不能置换出金属铜,而是先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠又与硫酸铜反应,生成蓝色絮状沉淀,因此只有D项中的现象不可能观察到。答案:D4.由Na、Mg、Al、Fe四种金属单质中的两种组成的混合物

3、共12 g,与足量盐酸反应,产生5.6 L H2(标准状况下),由此可判断混合物中必定含有()A.FeB.NaC.MgD.Al解析:标准状况下产生5.6 L H2,转移电子的物质的量为5.6 L22.4 Lmol-12=0.5 mol,根据电子守恒,转移1 mol电子的混合物质量为12 g0.5mol1 mol=24 g,而Na、Mg、Al、Fe各自转移1 mol e-的质量分别是23 g、12 g、9 g、28 g,只有Fe大于24 g。答案:A5.将11.5 g钠、9 g铝、28 g铁分别投入200 mL 1 molL-1的盐酸中,下列结论正确的是()A.钠与盐酸反应最剧烈,产生的气体最多

4、B.铝与盐酸反应的剧烈程度仅次于钠,但产生的气体最多C.铁与盐酸反应产生的气体比钠的多D.反应完全结束时产生的气体一样多答案:A6.将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 molL-1的盐酸反应,实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示,则下列说法错误的是()A.x=2.24B.钠的物质的量为0.2 molC.反应时,Na、Mg、Al均过量D.曲线b为Mg与盐酸反应的图像解析:等物质的量的三种金属与相等物质的量的HCl(0.2 mol)反应后最终放出H2的体积(或物质的量)相等,说明盐酸均完全反应,且金属Na不过量,C项错误;2Na+2HCl2.Na

5、Cl+H22 mol 2 mol 22.4 Ln(Na) 0.2 mol V(H2)n(Na)=0.2 mol,V(H2)=2.24 LA、B项正确;曲线a、b、c表明放出H2速率由快到慢,对应金属活动性由强到弱,D项正确。答案:C7.如图所示,在烧杯中盛有100 mL蒸馏水,水中悬浮着一个表面光滑、耐热、耐碱的小球(此球稳定在水的中央)。将10 g金属钠分多次投入水中,最后使烧杯内的液体恢复到原来的温度。回答下列问题:(1)10 g钠要分多次投入的主要原因是。(2)实验结束时,烧杯内小球的位置变化是,出现此种现象的主要原因是。(3)实验过程中发生化学反应的离子方程式是。解析:10 g钠要分多

6、次投入的主要原因是大块的金属钠与水反应太剧烈,可能引起爆炸事故。实验现象的分析可从钠与水反应的实际情况、小球在液体中所受浮力等方面考虑。答案:(1)钠与水反应剧烈,放出的热量大,易发生爆炸(2)小球上升,并有部分露出水面钠与水反应生成NaOH,溶液的密度增大,小球受到的浮力增大(3)2Na+2H2O2.Na+2OH-+H28.将Fe和Al按一定的质量比组成合金。(1)取一定量的该合金,向其中加入足量NaOH溶液,生成气体n L(标准状况),则反应的离子方程式是,合金中Al的物质的量是。(2)另取相同质量的该合金,向其中加入足量稀硫酸,固体全部溶解,生成气体m L(标准状况),则反应中转移电子的

7、物质的量是 mol,合金中Fe的质量是。解析:合金中Al既能与NaOH反应,也能与稀硫酸反应,且等量Al与足量的NaOH溶液或稀硫酸反应生成等量的H2;而Fe只能与稀硫酸反应;由2Al+2OH-+2H2O2.AlO2-+3H2可知,合金中Al的物质的量为23nL22.4 Lmol-1=n33.6 mol;Fe、Al与稀硫酸反应生成m L H2,由2H+H2可知转移电子物质的量为m11.2 mol;由Fe置换出的H2体积为(m-n) L,故m(Fe)=(m-n) L22.4 Lmol-156 gmol-1即56(m-n)22.4 g。答案:(1)2Al+2OH-+2H2O2.AlO2-+3H2n

8、33.6 mol(2)m11.256(m-n)22.4 g二、能力提升1.下列反应的离子方程式书写正确的是()A.钠与冷水反应:Na+2H2ONa+2OH-+H2B.金属铝溶于氢氧化钠溶液中:Al+2OH-AlO2-+H2C.金属铝溶于盐酸中:2Al+6H+2.Al3+3H2D.钠与稀盐酸反应:Na+2H+Na+H2解析:钠与冷水反应的离子方程式为2Na+2H2O2.Na+2OH-+H2,铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2.AlO2-+3H2,D项电荷不守恒。答案:C2.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

9、铝粉的质量之比为()A.11B.23C.32D.16解析:铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程式分别为2Al+6HCl2.AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O2.NaAlO2+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:A3.在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球,此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液密度相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间,如图所示。下列说法正确的是()A.铝球表面有气泡产生,且有白色沉淀生成,杠杆不平衡B.铝球表面有气泡产生,溶液澄清;铁球表面有红色物质析出,溶液蓝色变浅,杠杆右边下沉C.反应后去掉两烧杯,杠杆

10、仍平衡D.右边球上出现红色,左边溶液的碱性增强解析:左边Al球与NaOH溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O2.NaAlO2+3H2,有一部分铝溶解,并产生气体,生成NaAlO2易溶于水,消耗掉一部分NaOH,左边烧杯中的溶液碱性减弱;右边Fe球浸在CuSO4溶液中发生反应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu,铁球表面有红色物质析出,铁球质量增加,Cu2+减少,溶液蓝色变浅。答案:B4.用打磨掉氧化膜的铝箔包装0.1 mol金属钠,用针扎出一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水集气法收集产生的气体,则收集到的气体为(标准状况)()A.O2和H2的混合气体B.1.12 L H2C.大于1.12

11、L H2D.小于1.12 L气体解析:在题中隐藏着一个至关重要的条件“铝箔”。Na与水反应放出H2,并且生成NaOH,铝能与NaOH溶液反应,也生成H2。0.1 mol金属钠与水反应生成氢气0.05 mol,生成氢氧化钠0.10 mol,氢氧化钠与铝反应生成氢气和偏铝酸钠,故最后收集到的气体是这两部分H2的总和,显然要比Na单独与水反应产生的H2多。答案:C5.将4.6 g金属钠投入足量水中,得a g溶液;将4.8 g 金属镁投入足量盐酸中,得b g溶液,假设水的质量与盐酸的质量相等,则反应后两溶液的质量关系式为()A.a=bB.abC.abD.无法判断解析:溶液的质量等于金属和水或酸的质量之

12、和减去放出H2的质量。2Na+2H2O2.NaOH+H24624.6 g0.2 ga=4.6+m(H2O)-0.2=4.4+m(H2O)Mg+2HClMgCl2+H22424.8 g0.4 gb=4.8+m(盐酸)-0.4=4.4+m(盐酸)因为m(H2O)=m(盐酸),所以a=b。答案:A6.在铝制易拉罐中收集满CO2气体,然后向其中倒入10 mL 浓NaOH溶液,并迅速用胶带将易拉罐口封住,能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了,可经过一段时间之后,又可以观察到的现象是。试解释易拉罐变瘪的原因:;并解释后一现象的原因: 。写出反应过程中的两个离子方程式:; 。解析:二氧化碳与氢氧化钠溶液的

13、反应会使压强降低,氢氧化钠溶液与易拉罐中的铝反应生成氢气,会使压强增大。答案:易拉罐又鼓起来易拉罐中的CO2与浓NaOH溶液反应,致使易拉罐内气压降低,从而使易拉罐被大气压压瘪浓NaOH溶液与易拉罐(Al)反应产生H2,随着易拉罐内H2量的增多,易拉罐内气压增大CO2+2OH-CO32-+H2O2Al+2OH-+2H2O2.AlO2-+3H27.某同学利用如图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验,并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。请回答下列问题:(1)硬质试管中湿棉花的作用是。(2)铁与水蒸气的反应中,氧化剂是(填化学式,下同),还原剂是。(3)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组

14、成提出如下假设。假设1:只有Fe;假设2:只有(填化学式);假设3:既有Fe也有Fe3O4。(4)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成,该同学进行了定量研究:反应前固体物质的质量为5.6 g,反应后固体物质的质量为6.6 g。从数据分析,反应后硬质试管中固体物质的组成为。答案:(1)提供反应需要的水蒸气(2)H2OFe(3)Fe3O4(4)Fe和Fe3O48.将一定质量的Al、Fe混合物加入足量的盐酸中,充分反应后得到标准状况下的氢气8.96 L;如果将等质量的该混合物加入足量的NaOH溶液中,充分反应后得到标准状况下的氢气6.72 L。(1)写出涉及反应的化学方程式:。(2)混合物中Al和Fe的质量分别为和。解析:Al、Fe都与盐酸反应产生氢气,但只有Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气,又由2Al+6HCl2.AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O2.NaAlO2+3H2知等质量铝与盐酸、氢氧化钠反应产生的氢气体积相同,都为6.72 L,则铁产生的氢气为8.96 L-6.72 L=2.24 L,进而求得铝、铁的质量分别为5.4 g、5.6 g。答案:(1)Fe+2HClFeCl2+H2,2Al+6HCl2.AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O2.NaAlO2+3H2(2)5.4 g5.6 g