高中化學(xué)人教版第三章金屬及其化合物第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)【市一等獎】

第3章第1節(jié)第3課時(shí)一、選擇題(每小題有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．1989年世界衛(wèi)生組織把鋁確定為食品污染源之一，而應(yīng)以控制使用，鋁在下列應(yīng)用時(shí)應(yīng)加以控制的是()①制鋁合金②制電線③制炊具④銀色漆顏料⑤明礬凈水⑥明礬與蘇打制食品膨脹制劑⑦易拉罐⑧用Al(OH)3凝膠制胃舒平藥片⑨包裝糖果和小食品A．③⑤⑧⑨ B．⑥⑧⑨C．③⑤⑨ D．③⑤⑥⑦⑧⑨【答案】D【點(diǎn)拔】③⑤⑥⑦⑧⑨是人類食用時(shí)接觸物品，會使人受到污染2．稱取兩份鋁粉，第一份加入足量的濃NaOH(aq)，第二份加入足量的HCl(aq)，如果放出等體積的氣體(在同溫同壓下)，則兩份鋁粉的質(zhì)量之比為()A．1∶2 B．1∶3C．3∶2 D．1∶1【點(diǎn)拔】本題是以下兩種解法。法1(計(jì)算法)：設(shè)生成氣體的質(zhì)量分別為1g，則：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑546m1(Al)1gm1(Al)＝9g2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑546m2(Al)1gm2(Al)＝9gm1(Al)＝m2(Al)法2(推斷法)：不論是與NaOH(aq)反應(yīng)，還是與HCI(aq)反應(yīng)，均是Al失去電子：Al－3e－=Al3＋。還原產(chǎn)物都是H2，則都有如下關(guān)系：2Al～6e－～3H2因此，雖然兩種反應(yīng)不同，但只要放出H2的體積相同，消耗Al的質(zhì)量就相同?！军c(diǎn)拔】推斷法比計(jì)算法更為簡捷，省去了依照化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的麻煩?！敬鸢浮緿3．已知鋁既能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，又能與堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，若取等質(zhì)量的鋁粉分別與足量的稀鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，所得氫氣的體積在同樣條件下相比()A．與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣多B．與堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣多C．一樣多D．不知道鋁粉的質(zhì)量，無法比較【答案】C4．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．2mol·L－1H2SO4溶液B．18mol·L－1H2SO4溶液C．6mol·L－1KOH溶液D．3mol·L－1HNO3溶液【答案】A【點(diǎn)拔】18mol·L－1H2SO4溶液為濃硫酸，濃硫酸和3mol·L－1的硝酸溶液都具有強(qiáng)氧化性，金屬鎂、鋁與其反應(yīng)不能生成氫氣，鋁與KOH反應(yīng)，但鎂不與其反應(yīng)，只有A項(xiàng)2mol·L－1的H2SO4溶液與鎂、鋁都反應(yīng)，并且都產(chǎn)生氫氣，故A項(xiàng)放出的氫氣最多。5．鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)放出的氣體在相同狀況下體積相等時(shí)，反應(yīng)中消耗的HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比是()A．1∶1 B．2∶1C．3∶1 D．1∶3【答案】C【點(diǎn)拔】由反應(yīng)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑和2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可知，生成等量的氫氣所耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為n(HCl)∶n(NaOH)＝6∶2＝3∶1。Al與酸、堿反應(yīng)生成H2的計(jì)算是歷年高考中的常見題型，其中過量計(jì)算、天平平衡問題更是重要的考點(diǎn)。此題著重考查學(xué)生對反應(yīng)原理的理解及相關(guān)的計(jì)算。6．用鋁箔包起金屬鈉，用針扎出些小孔，放入水中，完全反應(yīng)，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．1.12LH2C．大于1.12LH2 D．小于1.12LH2【答案】C【點(diǎn)拔】Na與H2O反應(yīng)能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H21.12L，生成的NaOH會繼續(xù)與鋁箔反應(yīng)放出H2。7．(2023·湖北理綜·12)一定條件下磷與干燥氯氣反應(yīng)，若0.25g磷消耗掉314mL氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則產(chǎn)物中PCl3與PCl5的物質(zhì)的量之比接近于()A．3∶1 B．5∶3C．2∶3 D．1∶2【答案】A【點(diǎn)拔】設(shè)PCl3的物質(zhì)的量為x，PCl5的物質(zhì)的量為y，則x＋y＝eq\f,31)mol，eq\f(3x,2)＋eq\f(5y,2)＝eq\f(314×10－3,mol，解得：x≈，y≈，故A項(xiàng)符合題意。8．現(xiàn)有一塊金屬可能是鋁或鎂，用下列試劑可將其鑒別的是()A．鹽酸 B．CuSO4溶液C．氫氧化鈉溶液 D．稀硫酸【答案】C【點(diǎn)拔】鎂和鋁都能與鹽酸、CuSO4溶液、稀硫酸反應(yīng)，而與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的只有鋁，鎂不反應(yīng)，即加入溶液后產(chǎn)生氣泡的是鋁，如無明顯現(xiàn)象，則為鎂。9．在天平的兩個(gè)托盤上放有兩個(gè)燒杯，兩個(gè)燒杯中分別盛有鹽酸和氫氧化鈉溶液，天平處于平衡狀態(tài)，當(dāng)分別向兩燒杯中加入等質(zhì)量的鋁(酸和堿都是足量的)充分反應(yīng)后()A．天平保持平衡 B．左高右低C．左低右高 D．無法確定【答案】A【點(diǎn)拔】在與鹽酸的反應(yīng)中，每有27gAl參加反應(yīng)，同時(shí)生成氫氣3g，而將鋁投入到氫氧化鈉溶液中，同樣是每有27gAl參加反應(yīng)，同時(shí)生成氫氣3g。所以只要是投入相同質(zhì)量的鋁，且酸和堿都足量時(shí)，溶液的質(zhì)量變化值相等，所以天平仍然保持平衡。10．下列各組離子一定能大量共存的是()A．在含有大量AlOeq\o\al(－,2)的溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、Cl－、H＋B．在強(qiáng)堿溶液中：Na＋、K＋、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)C．在PH＝12的溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、SOeq\o\al(2－,3)、Cl－D．在c(H＋)＝·L－1的溶液中：K＋、I－、CI－、NOeq\o\al(－,3)【答案】B【解析】含大量AlOeq\o\al(－,2)是在堿性條件下，NHeq\o\al(＋,4)、H＋都不能大量共存；C項(xiàng)PH＝12是強(qiáng)堿性溶液，NHeq\o\al(＋,4)不能大量共存；D項(xiàng)c(H＋)＝·L－1是酸性溶液，NOeq\o\al(－,3)在酸性溶液中有較強(qiáng)的氧化性，能氧化I－變?yōu)镮2，B正確11．將鋁投入到一定量的NaOH溶液中，充分反應(yīng)后，有2mol的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則參加反應(yīng)的鋁的物質(zhì)的量為()\f(1,3)mol B．1molC．2mol \f(2,3)mol【答案】D【點(diǎn)拔】鋁在參加反應(yīng)時(shí)1molAl可失去3mol電子，因此有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)需Al的物質(zhì)的量為eq\f(2,3)mol12．將amol鈉和amol鋁一同投入mg足量水中，所得溶液密度為dg·mL－1，該溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()\f(82a,46a＋m)% \f(8200a,46a＋2m)%\f(8200a,46a＋m)% \f(8200a,69a＋m)%【解析】由2Na～2NaOH～H2↑amolamola/2mol2Al～2NaOH～2NaAlO2～3H3↑amolamolamol3a得50a＋m－(eq\f(a,2)＋eq\f(3,2)a)×2＝46a＋m所以，w(NaAlO2)＝eq\f(82a,46a＋m)×100%＝eq\f(8200a,46a＋m)%。【答案】C【點(diǎn)拔】本題既考查了Na與H2O的反應(yīng)，又考查了Al與NaOH的反應(yīng)，應(yīng)注意用關(guān)系式來進(jìn)行計(jì)算。二、非選擇題13．向一個(gè)鋁制易拉罐中充滿CO2，然后往罐內(nèi)注入足量的濃NaOH溶液，立即用膠布密封罐口，不多會兒聽到易拉罐“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)的化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________。(2)易拉罐又鼓起來的原因是：__________________________________________________，反應(yīng)的離子方程式為：________________________________________________________________________?！窘馕觥砍錆MCO2的易拉罐內(nèi)注入濃NaOH溶液并封口后，CO2與濃NaOH溶液反應(yīng)，則罐內(nèi)壓強(qiáng)減?。灰欢螘r(shí)間后，由于鋁與濃NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生了氫氣，壓強(qiáng)又增大，罐會重新鼓起來?！敬鸢浮?1)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2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O(2)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，氣壓增大，易拉罐又鼓起來2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑14．為測定鈉的相對原子質(zhì)量，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的反應(yīng)裝置，現(xiàn)有如下步驟：①稱量A、B的總質(zhì)量；②稱取一定質(zhì)量的鈉；③將鈉投入錐形瓶中并迅速塞緊帶U形干燥管的橡皮塞；④用鑷子取金屬鈉并用濾紙吸干煤油。有關(guān)數(shù)據(jù)是：稱取的金屬鈉質(zhì)量為a，A、B反應(yīng)前總質(zhì)量為b，反應(yīng)后A、B的總質(zhì)量為c。請根據(jù)題意回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)步驟的順序應(yīng)為(填序號)________________________________________________________________________。(2)用a、b、c表示的鈉的相對原子質(zhì)量為________________________________________________________________________。(3)下列因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別有何影響？(填“偏大”、“偏小”、或“無影響”)①沒有B裝置________________________________________________________________________；②用金屬鈉時(shí)未吸干煤油________________________________________________________________________；③稱得的金屬鈉表面變暗后才放入錐形瓶________________________________________________________________________；④反應(yīng)時(shí)，鈉燃燒起來________________________________________________________________________?！窘馕觥吭擃}的原理是：用Na和H2O反應(yīng)時(shí)放出H2，通過測定H2的質(zhì)量求出鈉的相對原子質(zhì)量，所以合理的操作順序?yàn)棰佗堍冖邰?。又根?jù)化學(xué)方程式：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2Maa＋b－c則eq\f(2M,a)＝eq\f(2,a＋b－c)所以M＝eq\f(a,a＋b－c)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析：可由M＝eq\f(a,a＋b－c)的公式分析：①沒有B裝置(干燥裝置)部分水將隨H2而離開實(shí)驗(yàn)裝置，M減??；②當(dāng)鈉上的煤油未吸干時(shí)，a增大，M增大；③將使分母變小，M增大；④鈉燃燒起來，和水反應(yīng)的鈉減少，產(chǎn)生的H2也減少，則M增大?！敬鸢浮?1)①④②③①(2)eq\f(a,a＋b－c)(3)①偏?、谄螈燮螈芷?5．向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反應(yīng)后，計(jì)算：(1)Al的物質(zhì)的量。(2)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量和溶液的物質(zhì)的量濃度。(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成H2的體積。【解析】根據(jù)物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量和質(zhì)量之間的關(guān)系，n＝eq\f(m,M)，能求出Al的物質(zhì)的量。由反應(yīng)的化學(xué)方程式能求出參加反應(yīng)的NaOH和生成H2的物質(zhì)的量，則能求出NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度及標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的體積。(1)Al的摩爾質(zhì)量是27g·mol－1，n(Al)＝eq\f,27g·mol－1)＝。(2)設(shè)參加反應(yīng)的NaOH物質(zhì)的量是n。則2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol2molneq\f,＝eq\f(2mol,n)則n＝c(NaOH)＝eq\f,＝·L－1。(3)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成的H2的體積是V(H2)。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol3×22.4L0．4molV(H2)所以V(H2)＝eq\f×3×,2mol)＝13.44L【答案】(1)(2)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量是，溶液的物質(zhì)的量濃度是·L－1(3)13.44L16．將21.2g的Na、Al、Fe三種金屬的混合物分為兩等份，一份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6.72L；再將另一份金屬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4.48L。求：(1)原金屬混合物中Na、Al、Fe三種金屬的物質(zhì)的量之比。(2)如果將21.2g的這種混合物加入足量水中，過濾后將得到的溶液稀釋到1L，求所得溶液的物質(zhì)的量濃度。【解析】加入到足量的鹽酸中發(fā)生反應(yīng)：2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑，2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，F(xiàn)e＋2HCl=FeCl2＋H2↑；加入到足量的NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。(1)設(shè)原混合物中Na、Al、Fe的物質(zhì)的量分別為n1、n2、n3，據(jù)題意得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(23g/mol×n1＋27g/mol×n2＋56g/mol×n3＝,\f(n1,4)＋\f(3n2,4)＋\f(n3,2)＝\f,·mol－1),\f(n1,4)＋\f(3n2,4)＝\f,·mol－1)))解之得n1＝n2＝n3＝，則n1∶n2∶n3＝1∶1∶1。(2)所得溶液為NaAlO2溶液，且n(Na)＝n(NaAlO2)＝，則c(NaAlO2)＝eq\f,1L)＝L?！敬鸢浮?1)1∶1∶1(2)L17．在隔絕空氣的條件下，某同學(xué)將一塊部分被氧化的鈉塊用一張已除氧化膜、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(nèi)。待鈉塊反應(yīng)完全后，在容器中僅收集到1.12L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，此時(shí)測得鋁箔質(zhì)量比反應(yīng)前減少了0.27g，水槽和容器內(nèi)溶液的總體積為2.0L，溶液中NaOH的濃度為·L－1(忽略溶液中離子的水解和溶解的氫氣的量)。(1)寫出該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)試通過計(jì)算確定該鈉塊中鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。【解析】(1)有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：①2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑②Na2O＋H2O=2NaOH③2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(2)反應(yīng)的Al的物質(zhì)的量為n(Al)＝eq\f,27g·mol－1)＝根據(jù)反應(yīng)③可得由鋁消耗NaOH的物質(zhì)的量為