2018高中化學(xué) 第三章 金屬及其化合物 3.1.2 金屬與酸和水的反應(yīng) 鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)同步練習(xí) 新人教版必修1.doc

第2課時(shí)金屬與酸和水的反應(yīng)鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.下列反應(yīng)沒(méi)有氫氣生成的是()A.單質(zhì)鈉投入水中B.鋁投入氫氧化鈉溶液中C.氧化鈉投入水中D.往鐵粉中通入水蒸氣,保持高溫解析:A項(xiàng),發(fā)生反應(yīng)2Na+2H2O2NaOH+H2;B項(xiàng),發(fā)生反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2;C項(xiàng),Na2O與H2O反應(yīng)生成NaOH;D項(xiàng),發(fā)生反應(yīng)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。答案:C2.向一小燒杯中分別加入等體積的水和煤油,片刻后再向該燒杯中緩慢地加入一綠豆粒大的金屬鈉,可能觀察到的現(xiàn)象是下圖中的()解析:鈉的密度比煤油的大,比水的小,故鈉在水和煤油的交界處與水發(fā)生反應(yīng)生成氫氣,從而可看到氣泡,正確答案為A項(xiàng)。答案:A3.等質(zhì)量的鈉進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),其中生成氫氣最多的是()A.將鈉投入到足量水中B.將鈉用鋁箔包好并刺一些小孔,再放入足量的水中C.將鈉放入足量稀硫酸中D.將鈉放入足量稀鹽酸中解析:鈉與水或酸反應(yīng),均是與H+反應(yīng),故A、C、D三項(xiàng)中產(chǎn)生的氫氣相等;鈉與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉溶液,生成的氫氧化鈉溶液又與鋁箔反應(yīng),生成氫氣,故B項(xiàng)中產(chǎn)生的氫氣最多。答案:B4.將下列各種單質(zhì)投入或通入CuSO4溶液中,能產(chǎn)生銅單質(zhì)的是()A.FeB.NaC.H2D.Ag解析:Fe比Cu活潑,可以從CuSO4溶液中置換出Cu;Na雖然比Cu活潑,但鈉先與CuSO4溶液中的H2O反應(yīng),生成NaOH和H2,NaOH與CuSO4反應(yīng)生成Cu(OH)2,不能置換出Cu;H2不與CuSO4溶液反應(yīng);Cu比Ag活潑,Ag不與CuSO4溶液反應(yīng)。答案:A5.對(duì)于鋁和燒堿溶液的反應(yīng),下列說(shuō)法不正確的是()A.鋁是還原劑B.該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)C.該反應(yīng)說(shuō)明所有金屬都能與堿反應(yīng)D.H2為還原產(chǎn)物解析:鋁與燒堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,分析元素化合價(jià)變化可知反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),鋁是還原劑,H2為還原產(chǎn)物,A、B、D正確。鋁能與燒堿溶液反應(yīng),并不能說(shuō)明所有金屬都能與堿反應(yīng),如鎂、鐵、銅等均不與堿溶液反應(yīng)。答案:C6.下列關(guān)于鐵與水反應(yīng)的描述中,不正確的是()A.鐵與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是黑色的Fe2O3B.紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng),放出的氣體點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)出爆鳴聲C.鐵與水蒸氣的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)D.常溫下,Fe與H2O不反應(yīng),但在空氣中的O2、CO2、H2O共同作用下能發(fā)生反應(yīng)解析:鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的Fe3O4,A項(xiàng)錯(cuò)誤;H2在不純的氧氣中點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)出爆鳴聲,B項(xiàng)正確;該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),C項(xiàng)正確;常溫下,鐵在潮濕的空氣中被緩慢氧化,D項(xiàng)正確。答案:A7.將2.3 g金屬鈉放入100 g水中,完全反應(yīng)后溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()A.4100+2.3100%B.4100+2.3-1.8100%C.4100+4100%D.4100+2.3-0.1100%解析:2.3 g鈉與100 g水完全反應(yīng)后生成4 g NaOH,同時(shí)放出0.1 g H2,故反應(yīng)后溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w(NaOH)=4100+2.3-0.1100%。答案:D8.等量鎂、鋁合金粉末分別與下列4種過(guò)量的溶液充分反應(yīng),放出氫氣最多的是()A.2 molL-1 H2SO4溶液B.3 molL-1 CuSO4溶液C.6 molL-1 KOH溶液D.3 molL-1 Ba(OH)2溶液解析:鎂與鋁都能與2 molL-1 H2SO4溶液反應(yīng)得到H2;Mg、Al與CuSO4反應(yīng)可置換出Cu,不產(chǎn)生H2;KOH溶液和Ba(OH)2溶液只能與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。答案:A9.在進(jìn)行鈉和水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,有如下操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,回答下列各問(wèn)題。(1)剛用小刀切開(kāi)的金屬鈉斷面呈色,在空氣中放置幾分鐘后發(fā)生的變化為。(2)切下來(lái)的金屬鈉塊要用濾紙擦凈后方可放入水中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),這是為防止燃燒。(3)金屬鈉塊投入水中后,觀察到(說(shuō)明反應(yīng)放熱),(說(shuō)明鈉的密度小)。(4)鈉小球在水面上迅速游動(dòng),發(fā)出“嘶嘶”的聲響,說(shuō)明反應(yīng)有生成。(5)如果水中事先已滴入酚酞溶液,反應(yīng)后溶液由無(wú)色變?yōu)樯?說(shuō)明反應(yīng)生成。解析:(1)剛用小刀切開(kāi)的金屬鈉斷面呈銀白色,并很快變暗,這是因?yàn)殁c與氧氣反應(yīng),在鈉的表面生成了一薄層氧化物所致。(2)用濾紙吸干鈉塊表面的煤油,防止鈉與水反應(yīng)放熱,引起煤油燃燒。(3)鈉的密度比水的小,浮在水面上,與水反應(yīng),放熱,使鈉熔化形成銀白色小球。(4)鈉與水反應(yīng)放出氫氣,推動(dòng)鈉球在水面上運(yùn)動(dòng)。(5)鈉與水反應(yīng)生成NaOH,使酚酞變紅。答案:(1)銀白變暗(2)煤油(3)鈉熔化成閃亮的小球浮在水面上(4)氣體(5)紅氫氧化鈉10.向一個(gè)鋁制易拉罐中充滿CO2,然后往罐中注入足量的NaOH溶液,立即用膠布嚴(yán)封罐口,不多會(huì)兒聽(tīng)到罐內(nèi)“咔咔”作響,發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟,再過(guò)一會(huì)兒易拉罐又鼓起來(lái)。(1)易拉罐變癟的原因是,反應(yīng)的離子方程式是。(2)易拉罐又鼓起來(lái)的原因是,反應(yīng)的離子方程式是。解析:開(kāi)始CO2溶于NaOH溶液,罐內(nèi)氣壓減小,小于外界氣壓,易拉罐被壓癟。之后鋁制的易拉罐與NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)生H2,罐內(nèi)壓強(qiáng)又增大,易拉罐又鼓起。答案:(1)NaOH溶液吸收CO2,罐內(nèi)壓強(qiáng)減小,外界氣壓將易拉罐壓癟CO2+2OH-CO32-+H2O(2)Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H22Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2能力提升1.甲、乙兩個(gè)燒杯中分別盛有100 mL 4.0 molL-1 的鹽酸和100 mL 4.0 molL-1 NaOH溶液,向兩個(gè)燒杯中均加入5.4 g鋁粉,在相同狀況下產(chǎn)生氣體的體積比為()A.11B.23C.32D.31解析:甲、乙兩燒杯中含HCl、NaOH的物質(zhì)的量都為0.4 mol,根據(jù)化學(xué)方程式2Al+6HCl2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2可知,5.4 g(即0.2 mol)Al分別與鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)時(shí),鹽酸不足量而NaOH過(guò)量,故Al與鹽酸反應(yīng)生成H2 0.2 mol,與NaOH溶液反應(yīng)生成H2 0.3 mol,其體積比為23。答案:B2.在杠桿的兩端分別掛著質(zhì)量相同的鋁球和鐵球,此時(shí)杠桿平衡。然后將兩球分別浸沒(méi)在溶液密度相等的稀燒堿溶液和硫酸銅溶液中一段時(shí)間,如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.鋁球表面有氣泡產(chǎn)生,且有白色沉淀生成,杠桿不平衡B.鋁球表面有氣泡產(chǎn)生,溶液澄清;鐵球表面有紅色物質(zhì)析出,溶液藍(lán)色變淺,杠桿右邊下沉C.反應(yīng)后去掉兩燒杯,杠桿仍平衡D.右邊球上出現(xiàn)紅色,左邊溶液的堿性增強(qiáng)解析:左邊中的Al球與NaOH溶液反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,有一部分鋁溶解,并產(chǎn)生氣體,生成NaAlO2易溶于水,消耗掉一部分NaOH,左邊燒杯中的溶液堿性減弱;右邊Fe球浸在CuSO4溶液中發(fā)生反應(yīng):Fe+CuSO4FeSO4+Cu,鐵球表面有紅色物質(zhì)析出,鐵球質(zhì)量增加,Cu2+減少,溶液藍(lán)色變淺。答案:B3.將少量金屬鈉分別投入下列物質(zhì)的水溶液中,反應(yīng)后溶液質(zhì)量減小的是()A.HClB.K2SO4C.NaOHD.CuSO4解析:對(duì)于A、B、C三項(xiàng),都是消耗Na,產(chǎn)生H2,2NaH2;投入46 g Na,放出2 g H2,溶液質(zhì)量均增大。對(duì)于D項(xiàng),鈉首先與H2O反應(yīng),生成NaOH、放出H2,然后NaOH與Cu2+生成Cu(OH)2沉淀,化學(xué)方程式為2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2+H2,由化學(xué)方程式可以看出,每溶解46 g Na,生成98 g沉淀和2 g H2,溶液質(zhì)量減小54 g。答案:D4.將11.5 g鈉、9 g鋁、28 g鐵分別投入200 mL 1 molL-1的鹽酸中,下列分析結(jié)果正確的是()A.鈉與鹽酸反應(yīng)最劇烈,產(chǎn)生的氣體最多B.鋁與鹽酸反應(yīng)的速率僅次于鈉,但產(chǎn)生的氣體最多C.鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體比鈉多D.反應(yīng)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的氣體一樣多解析:已知金屬與鹽酸的量,計(jì)算放出H2的量時(shí),要先判斷誰(shuí)過(guò)量,鈉與酸、堿、鹽等的水溶液反應(yīng)時(shí),生成H2的量均根據(jù)Na計(jì)算,反應(yīng)的劇烈程度由金屬的活動(dòng)性決定,即鈉最劇烈,其次是鋁。鈉、鋁、鐵物質(zhì)的量依次為mol、mol、mol,HCl物質(zhì)的量為0.2 mol,鋁、鐵過(guò)量?？梢?jiàn),鋁、鐵與鹽酸反應(yīng)時(shí)生成H2一樣多,均為0.1 mol。Na先與酸反應(yīng),后與H2O反應(yīng),共生成H2 0.25 mol。答案:A5.某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究,為點(diǎn)燃反應(yīng)生成的氫氣,他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)寫出Na與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(2)在點(diǎn)燃H2之前必須先進(jìn)行,方法是。(3)實(shí)驗(yàn)小組查閱到鈉、苯(常溫下為液體,不溶于水,與鈉不反應(yīng))、水的密度分別為0.97 gcm-3、0.88 gcm-3、1.00 gcm-3,并據(jù)此對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如圖2所示的改進(jìn)。在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象可能為。A.鈉在水層中反應(yīng)并四處游動(dòng)B.鈉停留在苯層中不發(fā)生反應(yīng)C.鈉在苯的液面上反應(yīng)并四處游動(dòng)D.鈉在苯與水的界面處反應(yīng)并可能做上下跳動(dòng)在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中H2的生成速率減慢,氫氣燃燒更平穩(wěn),原因是。解析:點(diǎn)燃可燃性氣體之前要檢驗(yàn)氣體的純度。苯與水互不相溶,鈉的密度介于苯和水之間,能與水反應(yīng)而不與苯反應(yīng),另外鈉與水接觸的位置是鈉的底部,與水反應(yīng)放出的氫氣給鈉一個(gè)向上的推力,同時(shí)與鈉受到的重力作用可使鈉在苯與水的界面處上下跳動(dòng),如此反復(fù),就減慢了Na與H2O反應(yīng)的速率。答案:(1)2Na+2H2O2NaOH+H2(2)驗(yàn)純用向下排空氣法收集一小試管氫氣,用拇指堵住試管口,移近火焰,松開(kāi)拇指,若聽(tīng)到輕微的“噗”聲,則表明H2純凈(3)D鈉的密度比水的小,比苯的大,落在苯與水的交界處。鈉與H2O反應(yīng)產(chǎn)生的H2使鈉浮起,脫離水面,反應(yīng)停止;當(dāng)鈉表面的H2逸出時(shí),鈉又回落,與水反應(yīng),如此反復(fù),就可減慢Na與H2O反應(yīng)的速率6.應(yīng)用下列裝置,在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物加熱,并通入水蒸氣,就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”。請(qǐng)完成該實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題:(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:;該氧化還原反應(yīng)的還原劑是,氧化劑是。(2)實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)整套裝置進(jìn)行氣密性檢查,操作方法是。(3)圓底燒瓶中盛裝的是水,該裝置受熱后的主要作用是;燒瓶底部放置了幾片碎瓷片,碎瓷片的作用是。(4)酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是,為什么?。(5)干燥管中盛裝的物質(zhì)是,作用是。(6)試管中收集的氣體是。如果要在C處的玻璃管處點(diǎn)燃該氣體,則必須對(duì)該氣體進(jìn)行,這一操作的目的是。解析:產(chǎn)生氣體的裝置實(shí)驗(yàn)前必須檢驗(yàn)氣密性,本裝置的氣密性檢驗(yàn)是密封裝置后加熱,利用氣體熱脹冷縮的原理檢驗(yàn);鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng),所以首先對(duì)燒瓶加熱,使燒瓶中的水產(chǎn)生水蒸氣到硬質(zhì)玻璃管中與鐵粉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。由于水蒸氣沒(méi)有完全反應(yīng),收集點(diǎn)燃?xì)錃馇靶栌酶稍飫└稍?此時(shí)要選取固體干燥劑,氫氣的檢驗(yàn)不能直接在導(dǎo)氣管口點(diǎn)燃,以免引起爆炸。答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2FeH2O(2)在玻璃管口C處接一段乳膠管,乳膠管頭上連一段玻璃管,并將管口沒(méi)入水中,用酒精燈火焰微熱燒瓶底部,如果能夠觀察到?jīng)]入水中的玻璃管口有氣體逸出,停止加熱后,玻璃管內(nèi)有水柱上升,且較長(zhǎng)時(shí)間水柱不回落,則表明該套裝置氣密性良好(3)提供持續(xù)不斷的水蒸氣防止暴沸(4)先點(diǎn)燃酒精燈,產(chǎn)生水蒸氣后,再點(diǎn)燃酒精噴燈防止先點(diǎn)燃酒精噴燈導(dǎo)致Fe與O2的反應(yīng)(5)堿石灰除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2中混有的水蒸氣(6)H2驗(yàn)純防止點(diǎn)燃時(shí),氫氣中混有空氣而爆炸