第2课时　金属与酸和水的反应　铝与氢氧化钠溶液的反应

基础巩固

1(2017河北学业水平测试)下列关于钠与水反应的判断不正确的是(　　)

A.属于复分解反应

B.属于氧化还原反应

C.属于置换反应

D.属于放出热量的反应

A

2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+2Fe3++3H2↑

C.铁与CuSO4溶液反应可置换出铜

D.Fe不能与H2O反应

在金属活动性顺序中Al排在Fe的前面,故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。

C

3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

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。

D

4由Na、Mg、Al、Fe四种金属单质中的两种组成的混合物共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.Fe B.Na

C.Mg D.Al

标准状况下产生5.6 L H2,转移电子的物质的量为word/media/image5.gif×2=0.5 mol,根据电子守恒,转移1 mol电子的混合物质量为word/media/image6.gif×1 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。

A

5将11.5 g钠、9 g铝、28 g铁分别投入200 mL 1 mol·L-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

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

A

6将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 mol·L-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=2.24

B.钠的物质的量为0.2 mol

C.反应时,Na、Mg、Al均过量

D.曲线b为Mg与盐酸反应的图像

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错误;

2Na+　2HCl2NaCl+H2↑

2 mol 2 mol 22.4 L

n(Na) 0.2 mol V(H2)

n(Na)=0.2 mol,V(H2)=2.24 L

A、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。

C

7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金属钠分多次投入到水中,最后使烧杯内的液体恢复到原来的温度。

完成下列问题:

(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 　。 

10 g钠要分多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。

(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+2H2O2Na++2OH-+H2↑

8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物质的量是　　　 mol,合金中Fe的质量是　　　　　　　。 

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-+2H2O2Alword/media/image9.gif+3H2↑可知,合金中Al的物质的量为word/media/image10.gifmol;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word/media/image12.gifmol;由Fe置换出的H2体积为(m-n) L,故m(Fe)= word/media/image13.gif×56 g·mol-1即word/media/image14.gifg。

(1)2Al+2OH-+2H2O2Alword/media/image9.gif+3H2↑　word/media/image15.gifmol

(2) word/media/image16.gif g

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-+H2↑

B.金属铝溶于氢氧化钠溶液中:Al+2OH-Alword/media/image9.gif+H2↑

C.金属铝溶于盐酸中:2Al+6H+2Al3++3H2↑

D.钠与稀盐酸反应:Na+2H+Na++H2↑

钠与冷水反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Alword/media/image9.gif+3H2↑,D项电荷不守恒。

C

2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,则两份铝粉的质量之比为(　　)

A.1∶1 B.2∶3

C.3∶2 D.1∶6

铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程式分别为2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+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。

A

3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,杠杆仍平衡

D.右边球上出现红色,左边溶液的碱性增强

左边Al球与NaOH溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+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。

B

4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 H2

C.大于1.12 L H2

D.小于1.12 L气体

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。

C

★5将4.6 g金属钠投入到足量水中,得a g溶液;将4.8 g 金属镁投入到足量盐酸中,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=b B.a>b

C.a D.无法判断

溶液的质量等于金属和水或酸的质量之和减去放出H2的质量。

2Na+2H2O2NaOH+H2↑

46 2

4.6 g 0.2 g

a=4.6+m(H2O)-0.2=4.4+m(H2O)

Mg+2HClMgCl2+H2↑

24 2

4.8 g 0.4 g

b=4.8+m(盐酸)-0.4=4.4+m(盐酸)

2019年高中化学第三章金属及其化合物3.1.2金属与酸和水的反应铝与氢氧化钠溶液的反应练习新人教版必修1