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2019-2020年高中化學 3.1.2鋁與氫氧化鈉溶液反應物質的量在化學方程式計算中的應用練習 新人教版必修1 一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分) 1．下列反應沒有氫氣生成的是(　　) A．單質鈉投入水中 B．鋁投入到氫氧化鈉溶液中 C．銅塊放入稀硫酸中 D．往鐵粉中通入水蒸氣，并高溫加熱 【解析】　A項，發(fā)生反應2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；B項，發(fā)生反應2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；C項，銅與稀硫酸不反應，不會生成氫氣；D項，發(fā)生反應3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 【答案】　C 2．(xx廣州高一檢測)等量鎂鋁合金粉末分別與足量下列四種物質充分反應，放出氫氣最多的是(　　) A．NaOH溶液 B．稀硫酸 C．蔗糖溶液 D．NaCl溶液 【答案】　B 3．(xx珠海高一檢測)對于鋁和燒堿溶液的反應，下列說法不正確的是(　　) A．鋁是還原劑 B．H2O是氧化劑 C．該反應說明所有金屬都能與堿反應 D．鋁與堿或酸反應都能產生氫氣 【答案】　C 4．(xx周口高一檢測)鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，當兩個反應放出的氣體在相同狀況下體積相同時，反應中消耗的HCl和NaOH的物質的量之比為(　　) A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．1：3 【解析】　2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 　　　　　6 mol　　　　　3 mol 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 　2 mol　　　　　　　　　　　3 mol n(HCl)：n(NaOH)＝3：1。 【答案】　C 5．(xx中山高一檢測)將鈉、鎂、鋁各0.3 mol分別放入100 mL 1 molL－1的鹽酸中，同溫同壓下產生的氣體的體積比是(　　) A．1：2：3 B．6：3：2 C．3：1：1 D．1：1：1 【解析】　由2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑；Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑；2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑可知，鹽酸完全反應，Mg、Al有剩余，生成0.05 mol H2，但Na因與水反應也可產生H2，其全部反應共放出0.15 mol H2。 【答案】　C 6．(雙選)(xx經典習題選萃)在杠桿的兩端分別掛著質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質量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．鋁球表面有氣泡產生，且有白色沉淀生成 B．鋁球表面有氣泡產生，溶液澄清；鐵球表面有紅色物質析出，溶液藍色變淺 C．杠桿仍平衡 D．左邊溶液的c(OH－)減小 【解析】　左邊的鋁球與NaOH溶液反應；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，有一部分鋁溶解，并產生氣體，生成NaAlO2易溶于水，消耗掉一部分NaOH，左邊燒杯中溶液的c(OH－)減小；右邊鐵球浸在CuSO4溶液中發(fā)生反應：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，鐵球表面有紅色物質析出，鐵球質量增加，Cu2＋減少，溶液藍色變淺。 【答案】　BD 7．(xx經典習題選萃)使相同物質的量濃度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液中Cl－完全沉淀時，若用去相同濃度的AgNO3溶液的體積比為3：2：1，則上述三種溶液的體積比是(　　) A．9：4：1 B．3：2：1 C．6：3：2 D．9：3：1 【答案】　A 8．(xx衡水高一檢測)鐵、鎂、鋁三種金屬分別和等體積等濃度的鹽酸反應，同溫同壓下，產生相同體積的氫氣，則(　　) A．金屬失去的電子數(shù)相等 B．參加反應的金屬質量相等 C．參加反應的金屬物質的量相等 D．鐵、鎂、鋁的質量比為56：24：27 【解析】　鐵、鎂、鋁三種金屬分別和等體積等濃度的鹽酸反應，反應的本質都是金屬失去電子，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，故同溫同壓下，產生相同體積的氫氣時，氫離子得到電子的數(shù)目必然相等，而這些電子均由金屬提供，則參加反應的金屬失去的電子數(shù)相等，故A正確；鐵、鎂、鋁三種金屬，分別與同體積同濃度的鹽酸反應后，同溫同壓下，產生相同體積的氫氣，設所需要的金屬質量分別是x、y、z，則有2＝2＝3，所以可得參加反應的金屬質量比是28：12：9，故B、D錯誤；若相同條件下產生相同體積的氫氣，設為1 mol，則根據(jù)反應的關系式可知：所需Fe、Mg、Al三種金屬的物質的量之比為1 mol：1 mol： mol＝3：3：2，故C錯誤。 【答案】　A 9．(xx邯鄲高一檢測)把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成兩等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使鎂離子完全沉淀為氫氧化鎂；另一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根離子完全沉淀為硫酸鋇。則原混合溶液中鉀離子的濃度為(　　) A. molL－1 B. molL－1 C. molL－1 D. molL－1 【解析】　由離子方程式：2OH－＋Mg2＋===Mg(OH)2↓可知，OH－為a mol，則Mg2＋為a/2 mol，MgSO4為a/2 mol；由離子方程式：SO＋Ba2＋===BaSO4↓可知，Ba2＋為b mol，SO共b mol，MgSO4和K2SO4共b mol，則K2SO4為(b－a/2) mol，其含有的K＋為(b－a/2) mol2＝(2b－a) mol；原混合溶液中的K＋為2(2b－a) mol；所以原混合溶液中鉀離子的濃度為 molL－1。 【答案】　D 10．(xx鶴崗高一檢測)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，在相同狀況下產生氣體的體積比為(　　) A．1：1 B．2：3 C．3：2 D．3：1 【解析】　鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的化學方程式分別是2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，而今，n(HCl)＝0.4 mol，n(NaOH)＝0.4 mol，n(Al)＝0.2 mol，因此，甲燒杯中鹽酸不足鋁過量，乙燒杯中鋁不足氫氧化鈉過量，甲燒杯中產生氫氣0.2 mol，乙燒杯中產生氫氣0.3 mol，故選B。 【答案】　B 二、非選擇題(本題包括5小題，共50分) 11．(10分)(xx毫州高一檢測)用下圖所示的方法研究鈉與水的反應的性質，A表示帶孔鋁箔包住的一小塊鈉，回答下列各問題。 (1)假如在實驗剛開始以后就將鑷子松開并拿出水面，“A”表現(xiàn)出的現(xiàn)象是________________________________________________________________________， 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)根據(jù)預測，鈉跟水反應生成氫氧化鈉和氫氣，該反應的離子方程式是________________________________________________________________________， 可用一種酸堿指示劑證明反應生成了氫氧化鈉，這種酸堿指示劑是________，要證明反應生成的氣體是氫氣，實驗方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若實驗中金屬鈉為0.1 mol，則收集到的氣體為________。 A．O2和H2的混合氣體 B．0.05 mol的H2 C．大于0.05 mol的H2 D．小于0.05 mol的H2 【解析】　(1)因為鈉比水的密度小，且反應非常劇烈，同時產生氫氣，所以看到“A”浮在水面上并四處游動。(2)鈉跟水反應生成氫氧化鈉和氫氣，反應的離子方程式是2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，檢驗氫氧化鈉用酚酞試劑，現(xiàn)象為溶液變紅，檢驗氫氣可將集滿氣體的試管口朝下移近酒精燈點燃即可。(3)0.1 mol金屬鈉與水反應生成氫氣0.05 mol，生成氫氧化鈉0.1 mol，氫氧化鈉與鋁反應生成氫氣和偏鋁酸鈉，所以收集到的氣體為大于0.05 mol的H2。 【答案】　(1)“A”浮在水面上并四處游動　鈉比水的密度小，且反應產生氫氣 (2)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑　酚酞　將集滿氣體的試管口朝下移近酒精燈點燃 (3)C 12．(10分)(xx經典習題選萃) (1)分別取W g鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應，在相同條件下產生氫氣的體積比是________。 (2)分別取0.1 mol鈉、鐵、鋁與足量的鹽酸反應，在相同條件下產生氫氣的體積比是________。 (3)若產生相同物質的量的氫氣，所需鈉、鐵、鋁的質量比是________。 (4)若產生相同體積(同溫同壓)的氫氣，所需鈉、鐵、鋁三種金屬的物質的量之比是________。 (5)分別取0.2 mol金屬鈉、鐵、鋁分別投入10 mL 1 molL－1鹽酸中，在標準狀況下產生氫氣體積大小的順序是________________________________________________________________________。 【解析】　(1)W g鈉、鐵、鋁的物質的量分別為 mol、 mol、 mol，由鈉、鐵、鋁分別與足量的鹽酸反應的化學方程式：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑；Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，得到關系式：2Na～H2，F(xiàn)e～H2,2Al～3H2，所以W g鈉、鐵、鋁生成氫氣的體積比為：：＝：：。(2)等物質的量的三種金屬與足量的鹽酸反應，在相同條件下產生氫氣的體積比是1：2：3。(3)、(4)若產生相同物質的量的氫氣，所需鈉、鐵、鋁的物質的量之比是6：3：2，質量比是(623)：(356)：(227)＝23：28：9。(5)中的鈉、鐵、鋁相對于鹽酸來說是過量的，根據(jù)鹽酸計算生成的氫氣，鐵、鋁反應放出的氫氣相等，但由于過量的鈉會與水反應生成氫氣，所以鈉放出的氫氣最多。 【答案】　(1)：： (2)1：2：3 (3)23：28：9 (4)6：3：2 (5)VNa(H2)>VFe(H2)＝VAl(H2) 13．(10分)(xx經典習題選萃)在隔絕空氣的條件下，某同學將一塊部分被氧化的鈉塊用一張已除去氧化膜、并用針刺一些小孔的鋁箔包好，然后放入盛滿水且倒置于水槽中的容器內。待鈉塊反應完全后，在容器中僅收集到1.12 L氫氣(標準狀況)，此時測得鋁箔質量比反應前減少了0.27 g，水槽和容器內溶液的總體積為2.0 L，溶液中NaOH的濃度為0.050 molL－1(忽略溶液中離子的水解和溶解的氫氣的量)。 (1)寫出該實驗中發(fā)生反應的化學方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)消耗的Al的物質的量為________。 (3)未被氧化的金屬鈉的物質的量為________。 (4)Na2O的物質的量為________。 【解析】　該實驗中發(fā)生的反應可表示為①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，②Na2O＋H2O===2NaOH，③2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。消耗的Al的物質的量為n(Al)＝＝0.010 mol，根據(jù)反應③可得由鋁消耗NaOH的物質的量為n(NaOH)＝0.010 mol，生成的氫氣的物質的量為n(H2)＝0.015 mol，那么由金屬鈉生成的氫氣的物質的量為n(H2)＝－0.015 mol＝0.035 mol，根據(jù)反應①可得金屬鈉的物質的量為n(Na)＝20.035 mol＝0.070 mol，又因為反應后溶液中NaOH的物質的量為n(NaOH)＝2.0 L0.050 molL－1＝0.10 mol，所以溶液中Na＋的總物質的量即原金屬鈉的總物質的量為n(Na＋)＝0.10 mol＋0.010 mol＝0.110 mol，n(Na2O)＝＝0.020 mol 【答案】　(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ Na2O＋H2O===2NaOH 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (2)0.010 mol　(3)0.070 mol　(4)0.020 mol 14．(10分)(xx福州調研題)把6.5 g Zn放入足量鹽酸中，鋅完全反應，計算： (1)6.5 g Zn的物質的量； (2)參加反應的HCl的物質的量； (3)生成H2的體積(標準狀況)。 【解析】　根據(jù)物質的量、質量和摩爾質量的關系，先計算出6.5 g Zn的物質的量，然后根據(jù)化學反應中各物質之間的化學計量數(shù)之比，計算出參加反應的HCl的物質的量和生成H2的體積。 (1)Zn的摩爾質量是65 gmol－1。 n(Zn)＝＝＝0.1 mol (2)Zn＋2HCl===ZnCl＋H2↑ 1　　2 0．1 mol　n(HCl) ＝ n(HCl)＝＝0.2 mol (3)Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 1 mol　　　　　　 22.4 L 0．1 mol　　　　　 V(H2) V(H2)＝＝2.24 L。 【答案】　(1)0.1 mol　(2)0.2 mol　(3)2.24 L 【點撥】　計算時，也可不必將鋅的質量換算成鋅的物質的量，直接用質量列式求解，只要做到兩個量的單位“上下一致，左右統(tǒng)一”即可。如： Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 65 g　　　　　　　　22.4 L 6．5 g　　　　　　　　V(H2) 15．(10分)(xx經典習題選萃)將30 g MnO2的質量分數(shù)為76.6%的軟錳礦石與足量12 molL－1濃鹽酸完全反應(雜質不參加反應)。計算： (已知：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O) (1)參加反應的濃鹽酸的體積； (2)生成的Cl2的體積(標準狀況)。 【解析】　(1)MnO2的摩爾質量為87 gmol－1。 n(MnO2)＝＝ ＝0.26 mol……代入化學方程式中的應為純凈物的量 4HCl(濃)?。nO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ ……寫出反應方程式 4mol　　　　　1 mol 12 molL－1　0.26 mol……對應化學計量數(shù)找出 V[HCl(aq)]　　　　　　 相關物質的物質的量 V[HCl(aq)]＝＝0.087 L……計算 (2)4HCl(濃)＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ 　　　　　1 mol　　　　　　　　　1 mol 　　　　　0.26 mol　　　　　　　n(Cl2) n(Cl2)＝0.26 mol V(Cl2)＝n(Cl2)Vm＝0.26 mol22.4 Lmol－1＝5.8 L 另：第(2)問也可按下列方法求解。 4HCl(濃)＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ 　　　1 mol　　　　　　　　　22.4 L 0．26 mol　　　　　　　　　V(Cl2) V(Cl2)＝＝5.8 L 【答案】　參加反應的濃鹽酸的體積為0.087 L，生成Cl2的體積在標準狀況下為5.8 L。