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)基礎(chǔ)鞏固1(2017河北學(xué)業(yè)水平測(cè)試)下列關(guān)于鈉與水反應(yīng)的判斷不正確的是()A.屬于復(fù)分解反應(yīng)B.屬于氧化還原反應(yīng)C.屬于置換反應(yīng)D.屬于放出熱量的反應(yīng)答案A2下列說法正確的是()A.Fe比Al活潑B.Fe與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為2Fe+6H+2Fe3+3H2C.鐵與CuSO4溶液反應(yīng)可置換出銅D.Fe不能與H2O反應(yīng)解析在金屬活動(dòng)性順序中Al排在Fe的前面,故Al比Fe活潑;Fe與鹽酸反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為Fe+2H+Fe2+H2;鐵可置換出銅的鹽溶液中的銅,如:Fe+CuSO4FeSO4+Cu;Fe在高溫下可以與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)而生成Fe3O4和H2。答案C3將一小粒鈉投入盛有硫酸銅溶液的小燒杯中,不可能觀察到的現(xiàn)象是()A.溶液中出現(xiàn)藍(lán)色絮狀沉淀B.鈉粒熔成小球浮在水面四處游動(dòng)C.有氣體產(chǎn)生D.有紅色的銅被置換出來解析鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)不能置換出金屬銅,而是先與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,生成的氫氧化鈉又與硫酸銅反應(yīng),生成藍(lán)色絮狀沉淀,因此只有D項(xiàng)中的現(xiàn)象不可能觀察到。答案D4由Na、Mg、Al、Fe四種金屬單質(zhì)中的兩種組成的混合物共12 g,與足量鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生5.6 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),由此可判斷混合物中必定含有()A.FeB.NaC.MgD.Al解析標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生5.6 L H2,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為5.6 L22.4 Lmol-12=0.5 mol,根據(jù)電子守恒,轉(zhuǎn)移1 mol電子的混合物質(zhì)量為12 g0.5mol1 mol=24 g,而Na、Mg、Al、Fe各自轉(zhuǎn)移1 mol e-的質(zhì)量分別是23 g、12 g、9 g、28 g,只有Fe大于24 g。答案A5將11.5 g鈉、9 g鋁、28 g鐵分別投入200 mL 1 molL-1的鹽酸中,下列結(jié)論正確的是()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)的劇烈程度僅次于鈉,但產(chǎn)生的氣體最多C.鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體比鈉的多D.反應(yīng)完全結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的氣體一樣多答案A6將等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al分別與100 mL 2 molL-1的鹽酸反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測(cè)得生成氣體的體積V(已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況)與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,則下列說法錯(cuò)誤的是()A.x=2.24B.鈉的物質(zhì)的量為0.2 molC.反應(yīng)時(shí),Na、Mg、Al均過量D.曲線b為Mg與鹽酸反應(yīng)的圖像解析等物質(zhì)的量的三種金屬與相等物質(zhì)的量的HCl(0.2 mol)反應(yīng)后最終放出H2的體積(或物質(zhì)的量)相等,說明鹽酸均完全反應(yīng),且金屬Na不過量,C錯(cuò)誤;2Na+2HCl2NaCl+H22 mol2 mol22.4 Ln(Na)0.2 molV(H2)n(Na)=0.2 mol,V(H2)=2.24 LA、B項(xiàng)正確;曲線a、b、c表明放出H2速率由快到慢,對(duì)應(yīng)金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱,D項(xiàng)正確。答案C7如圖所示,在燒杯中盛有100 mL蒸餾水,水中懸浮著一個(gè)表面光滑、耐熱、耐堿的小球(此球穩(wěn)定在水的中央)。將10 g金屬鈉分多次投入到水中,最后使燒杯內(nèi)的液體恢復(fù)到原來的溫度。完成下列問題:(1)10 g鈉要分多次投入的主要原因是。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),燒杯內(nèi)小球的位置變化是,出現(xiàn)此種現(xiàn)象的主要原因是。(3)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的離子方程式是。解析10 g鈉要分多次投入的主要原因是大塊的金屬鈉與水反應(yīng)太劇烈,可能引起爆炸事故。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析可從鈉與水反應(yīng)的實(shí)際情況、小球在液體中所受浮力等方面考慮。答案(1)鈉與水反應(yīng)劇烈,放出的熱量大,易發(fā)生爆炸(2)小球上升,并有部分露出水面鈉與水反應(yīng)生成NaOH,溶液的密度增大,小球受到的浮力增大(3)2Na+2H2O2Na+2OH-+H28將Fe和Al按一定的質(zhì)量比組成合金。(1)取一定量的該合金,向其中加入足量NaOH溶液,生成氣體n L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則反應(yīng)的離子方程式是,合金中Al的物質(zhì)的量是。(2)另取相同質(zhì)量的該合金,向其中加入足量稀硫酸,固體全部溶解,生成氣體m L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 mol,合金中Fe的質(zhì)量是。解析合金中Al既能與NaOH反應(yīng),也能與稀硫酸反應(yīng),且等量Al與足量的NaOH溶液或稀硫酸反應(yīng)生成等量的H2;而Fe只能與稀硫酸反應(yīng);由2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2可知,合金中Al的物質(zhì)的量為23nL22.4 Lmol-1=n33.6 mol;Fe、Al與稀硫酸反應(yīng)生成m L H2,由2H+H2可知轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為m11.2 mol;由Fe置換出的H2體積為(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-+2H2O2AlO2-+3H2n33.6 mol(2)m11.256(m-n)22.4 g能力提升1下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是()A.鈉與冷水反應(yīng):Na+2H2ONa+2OH-+H2B.金屬鋁溶于氫氧化鈉溶液中:Al+2OH-AlO2-+H2C.金屬鋁溶于鹽酸中:2Al+6H+2Al3+3H2D.鈉與稀鹽酸反應(yīng):Na+2H+Na+H2解析鈉與冷水反應(yīng)的離子方程式為2Na+2H2O2Na+2OH-+H2,鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2,D項(xiàng)電荷不守恒。答案C2稱取兩份鋁粉,第一份加入足量的鹽酸,第二份加入足量的燒堿。若同溫同壓下放出相同體積的氣體,則兩份鋁粉的質(zhì)量之比為()A.11B.23C.32D.16解析鋁與鹽酸或燒堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al+6HCl2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,因?yàn)辂}酸和燒堿都是足量的,鋁粉將全部參加反應(yīng),當(dāng)生成等體積氣體時(shí)消耗鋁的量相同。答案A3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B4用打磨掉氧化膜的鋁箔包裝0.1 mol金屬鈉,用針扎出一些小孔,放入水中,完全反應(yīng)后,用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體,則收集到的氣體為(標(biāo)準(zhǔn)狀況)()A.O2和H2的混合氣體B.1.12 L H2C.大于1.12 L H2D.小于1.12 L氣體解析在題中隱藏著一個(gè)至關(guān)重要的條件“鋁箔”。Na與水反應(yīng)放出H2,并且生成NaOH,鋁能與NaOH溶液反應(yīng),也生成H2。0.1 mol金屬鈉與水反應(yīng)生成氫氣0.05 mol,生成氫氧化鈉0.10 mol,氫氧化鈉與鋁反應(yīng)生成氫氣和偏鋁酸鈉,故最后收集到的氣體是這兩部分H2的總和,顯然要比Na單獨(dú)與水反應(yīng)產(chǎn)生的H2多。答案C5將4.6 g金屬鈉投入到足量水中,得a g溶液;將4.8 g 金屬鎂投入到足量鹽酸中,得b g溶液,假設(shè)水的質(zhì)量與鹽酸的質(zhì)量相等,則反應(yīng)后兩溶液的質(zhì)量關(guān)系式為()A.a=bB.a>bC.a<bD.無法判斷解析溶液的質(zhì)量等于金屬和水或酸的質(zhì)量之和減去放出H2的質(zhì)量。2Na+2H2O2NaOH+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(鹽酸)-0.4=4.4+m(鹽酸)因?yàn)閙(H2O)=m(鹽酸),所以a=b。答案A6在鋁制易拉罐中收集滿CO2氣體,然后向其中倒入10 mL 濃NaOH溶液,并迅速用膠帶將易拉罐口封住,能夠觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是易拉罐突然變癟了,可經(jīng)過一段時(shí)間之后,又可以觀察到的現(xiàn)象是。試解釋易拉罐變癟的原因:;并解釋后一現(xiàn)象的原因:。寫出反應(yīng)過程中的兩個(gè)離子方程式:;。解析二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)會(huì)使壓強(qiáng)降低,氫氧化鈉溶液與易拉罐中的鋁反應(yīng)生成氫氣,會(huì)使壓強(qiáng)增大。答案易拉罐又鼓起來易拉罐中的CO2與濃NaOH溶液反應(yīng),致使易拉罐內(nèi)氣壓降低,從而使易拉罐被大氣壓壓癟濃NaOH溶液與易拉罐(Al)反應(yīng)產(chǎn)生H2,隨著易拉罐內(nèi)H2量的增多,易拉罐內(nèi)氣壓增大CO2+2OH-CO32-+H2O2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H27某同學(xué)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),并對(duì)反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成進(jìn)行了探究。請(qǐng)回答下列問題:(1)硬質(zhì)試管中濕棉花的作用是。(2)鐵與水蒸氣的反應(yīng)中,氧化劑是(填化學(xué)式,下同),還原劑是。(3)該同學(xué)對(duì)反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成提出如下假設(shè)。假設(shè)1:只有Fe;假設(shè)2:只有(填化學(xué)式);假設(shè)3:既有Fe也有Fe3O4。(4)為了驗(yàn)證反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成,該同學(xué)進(jìn)行了定量研究:反應(yīng)前固體物質(zhì)的質(zhì)量為5.6 g,反應(yīng)后固體物質(zhì)的質(zhì)量為6.6 g。從數(shù)據(jù)分析,反應(yīng)后硬質(zhì)試管中固體物質(zhì)的組成為。答案(1)提供反應(yīng)需要的水蒸氣(2)H2OFe(3)Fe3O4(4)Fe和Fe3O48將一定質(zhì)量的Al、Fe混合物加入到足量的鹽酸中,充分反應(yīng)后得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣8.96 L;如果將等質(zhì)量的該混合物加入到足量的NaOH溶液中,充分反應(yīng)后得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣6.72 L。(1)寫出涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(2)混合物中Al和Fe的質(zhì)量分別為和。解析Al、Fe都與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,但只有Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,又由2Al+6HCl2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2知等質(zhì)量鋁與鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣體積相同,都為6.72 L,則鐵產(chǎn)生的氫氣為8.96 L-6.72 L=2.24 L,進(jìn)而求得鋁、鐵的質(zhì)量分別為5.4 g、5.6 g。答案(1)Fe+2HClFeCl2+H2,2Al+6HCl2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2(2)5.4 g5.6 g