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

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第2課時　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,發(fā)生反應(yīng)2Na+2H2O2NaOH+H2↑;B項,發(fā)生反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑;C項,Na2O與H2O反應(yīng)生成NaOH;D項,發(fā)生反應(yīng)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 答案:C 2.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。 答案:A 3.等質(zhì)量的鈉進(jìn)行下列實驗,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項中產(chǎn)生的氫氣最多。 答案:B 4.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.Fe B.Na C.H2 D.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:A 5.對于鋁和燒堿溶液的反應(yīng),下列說法不正確的是(　　) 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:C 6.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Fe2O3 B.紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng),放出的氣體點(diǎn)燃時能發(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項錯誤;H2在不純的氧氣中點(diǎn)燃時能發(fā)出爆鳴聲,B項正確;該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),C項正確;常溫下,鐵在潮濕的空氣中被緩慢氧化,D項正確。 答案:A 7.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:D 8.等量鎂、鋁合金粉末分別與下列4種過量的溶液充分反應(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:A 9.在進(jìn)行鈉和水的反應(yīng)實驗中,有如下操作和實驗現(xiàn)象,回答下列各問題。 (1)剛用小刀切開的金屬鈉斷面呈　　　　色,在空氣中放置幾分鐘后發(fā)生的變化為　　　　。 (2)切下來的金屬鈉塊要用濾紙擦凈后方可放入水中進(jìn)行實驗,這是為防止　　　　燃燒。 (3)金屬鈉塊投入水中后,觀察到　　　　　　　　　(說明反應(yīng)放熱),　　　　　(說明鈉的密度小)。 (4)鈉小球在水面上迅速游動,發(fā)出“嘶嘶”的聲響,說明反應(yīng)有　　　　生成。 (5)如果水中事先已滴入酚酞溶液,反應(yīng)后溶液由無色變?yōu)椤　　　∩?說明反應(yīng)生成　　　　　　　。 解析:(1)剛用小刀切開的金屬鈉斷面呈銀白色,并很快變暗,這是因為鈉與氧氣反應(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,推動鈉球在水面上運(yùn)動。(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,不多會兒聽到罐內(nèi)“咔咔”作響,發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟,再過一會兒易拉罐又鼓起來。 (1)易拉罐變癟的原因是　　　　　　　　　,反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　。 (2)易拉罐又鼓起來的原因是　　　　　　,反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　。 解析:開始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H2　2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑ 能力提升 1.甲、乙兩個燒杯中分別盛有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.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶1 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,鹽酸不足量而NaOH過量,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2∶3。 答案:B 2.在杠桿的兩端分別掛著質(zhì)量相同的鋁球和鐵球,此時杠桿平衡。然后將兩球分別浸沒在溶液密度相等的稀燒堿溶液和硫酸銅溶液中一段時間,如圖所示。下列說法正確的是(　　) 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:B 3.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.HCl B.K2SO4 C.NaOH D.CuSO4 解析:對于A、B、C三項,都是消耗Na,產(chǎn)生H2,2Na→H2;投入46 g Na,放出2 g H2,溶液質(zhì)量均增大。對于D項,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:D 4.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)束時產(chǎn)生的氣體一樣多 解析:已知金屬與鹽酸的量,計算放出H2的量時,要先判斷誰過量,鈉與酸、堿、鹽等的水溶液反應(yīng)時,生成H2的量均根據(jù)Na計算,反應(yīng)的劇烈程度由金屬的活動性決定,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、鐵過量?？梢?鋁、鐵與鹽酸反應(yīng)時生成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:A 5.某實驗小組對鈉與水反應(yīng)的實驗進(jìn)行研究,為點(diǎn)燃反應(yīng)生成的氫氣,他們設(shè)計了如圖1所示的裝置。請回答下列問題: (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)實驗小組查閱到鈉、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)此對實驗進(jìn)行了如圖2所示的改進(jìn)。 ①在改進(jìn)后的實驗中觀察到的現(xiàn)象可能為　　　。 A.鈉在水層中反應(yīng)并四處游動 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 D.鈉在苯與水的界面處反應(yīng)并可能做上下跳動 ②在改進(jìn)后的實驗中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向上的推力,同時與鈉受到的重力作用可使鈉在苯與水的界面處上下跳動,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,松開拇指,若聽到輕微的“噗”聲,則表明H2純凈 (3)①D?、阝c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,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)實驗”。 請完成該實驗中的問題: (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)實驗前必須對整套裝置進(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)生氣體的裝置實驗前必須檢驗氣密性,本裝置的氣密性檢驗是密封裝置后加熱,利用氣體熱脹冷縮的原理檢驗;鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng),所以首先對燒瓶加熱,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。由于水蒸氣沒有完全反應(yīng),收集點(diǎn)燃?xì)錃馇靶栌酶稍飫└稍?此時要選取固體干燥劑,氫氣的檢驗不能直接在導(dǎo)氣管口點(diǎn)燃,以免引起爆炸。 答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2　Fe　H2O (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,且較長時間水柱不回落,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　驗純　防止點(diǎn)燃時,氫氣中混有空氣而爆炸