2021-2022高中化學(xué)人教版必修1第三章第1節(jié)金屬與酸和水的反應(yīng)鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)（系列四）WORD版含解析

第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)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)A組1.在實(shí)驗(yàn)室里做鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),下列各項(xiàng)中最宜選用的儀器有()①試管夾②鑷子③小刀④燃燒匙⑤濾紙⑥研缽⑦燒杯⑧石棉網(wǎng)⑨玻璃片⑩藥匙A.①②④⑧ B.③⑤⑥⑩ C.⑥⑦ D.②③⑤⑦⑨解析:鈉塊需用鑷子夾取,用濾紙吸干表面的煤油,用小刀在玻璃片上切去一小塊,放入盛有水的燒杯內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。答案:D2.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:D3.等質(zhì)量的鈉進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),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(xiàng)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(xiàng)中產(chǎn)生的氫氣最多。答案:B4.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:A5.對(duì)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(jià)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:C6.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(xiàng)。答案:A7.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Fe2O3B.紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng),放出的氣體點(diǎn)燃時(shí)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錯(cuò)誤;H2在不純的氧氣中點(diǎn)燃時(shí)能發(fā)出爆鳴聲,B正確;該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),C正確;常溫下,鐵在潮濕的空氣中被緩慢氧化,D正確。答案:A8.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.3mol·L-1CuSO4溶液C.6mol·L-1KOH溶液 D.3mol·L-1Ba(OH)2溶液解析:鎂與鋁都能與2mol·L-1H2SO4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:A9.向一個(gè)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(huì)兒聽到罐內(nèi)“咔咔”作響,發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟,再過一會(huì)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-C+H2O(2)Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H22Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑10.在進(jìn)行鈉和水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,有如下操作和實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),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(dòng),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)樯?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?yàn)殁c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(dòng)鈉球在水面上游動(dòng)。(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B組1.甲、乙兩個(gè)燒杯中分別盛有100mL4.0mol·L-1的鹽酸和100mL4.0mol·L-1NaOH溶液,向兩個(gè)燒杯中均加入5.4g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0.4mol,根據(jù)化學(xué)方程式2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知,5.4g(即0.2mol)Al分別與鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)時(shí),鹽酸不足量而NaOH過量,故Al與鹽酸反應(yīng)生成H20.2mol,與NaOH溶液反應(yīng)生成H20.3mol,其體積比為2∶3。答案:B2.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:B3.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.CuSO解析:對(duì)于A、B、C三項(xiàng),都是消耗Na,產(chǎn)生H2,2Na→H2;投入46gNa,放出2gH2,溶液質(zhì)量均增大。對(duì)于D項(xiàng),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46gNa,生成98g沉淀和2gH2,溶液質(zhì)量減小54g。答案:D4.將11.5g鈉、9g鋁、28g鐵分別投入200mL1mol·L-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(shí)產(chǎn)生的氣體一樣多解析:已知金屬與鹽酸的量,計(jì)算放出H2的量時(shí),要先判斷誰過量,鈉與酸、堿、鹽等的水溶液反應(yīng)時(shí),生成H2的量均根據(jù)Na計(jì)算,反應(yīng)的劇烈程度由金屬的活動(dòng)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0.2mol,鋁、鐵過量?？梢?鋁、鐵與鹽酸反應(yīng)時(shí)生成H2一樣多,均為0.1mol。Na先與酸反應(yīng),后與H2O反應(yīng),共生成H20.25mol。答案:A5.某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究,為點(diǎn)燃反應(yīng)生成的氫氣,他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置。請(qǐng)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(shí)驗(yàn)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0.97g·cm-3、0.88g·cm-3、1.00g·cm-3,并據(jù)此對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如圖2所示的改進(jìn)。①在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(dòng)D.鈉在苯與水的界面處反應(yīng)并可能做上下跳動(dòng)②在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(gè)向上的推力,同時(shí)與鈉受到的重力作用可使鈉在苯與水的界面處上下跳動(dòng),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(yàn)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)①D②鈉的密度比水的小,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(shí),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(shí)驗(yàn)”。請(qǐng)完成該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)前必須對(duì)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(duì)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(shí)驗(yàn)前必須檢驗(yàn)氣密性,本裝置的氣密性檢驗(yàn)是密封裝置后加熱,利用氣體熱脹冷縮的原理檢驗(yàn);鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng),所以首先對(duì)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(shí)要選取固體干燥劑,氫氣的檢驗(yàn)不能直接在導(dǎo)氣管口點(diǎn)燃,以免引起爆炸。答案:(1)3Fe+4H