2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章金屬及其化合物1-2鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE7鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．有關(guān)Al與NaOH溶液反應(yīng)的說法正確的是(D)A．Al是還原劑，NaOH及H2O均是氧化劑B．還原產(chǎn)物是H2，且由H2O還原所得的H2與NaOH還原所得的H2物質(zhì)的量之比為21C．此反應(yīng)說明鋁具有兩性，鋁的活潑性比只具有金屬性的金屬弱D．此反應(yīng)中，只有水是氧化劑，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑2．等量鎂鋁合金粉末分別與下列四種過量物質(zhì)充分反應(yīng)，放出氫氣最多的是(B)A．NaOH溶液 B．H2SO4稀溶液C．蔗糖溶液 D．NaCl溶液3．鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。反應(yīng)中鎂和鋁的(A)A．物質(zhì)的量之比為32B．質(zhì)量之比為32C．摩爾質(zhì)量之比為23D．失去的電子數(shù)之比為89解析：依據(jù)題圖，Mg、Al產(chǎn)生H2的體積相等，則Mg、Al失去的電子數(shù)相等，2×n(Mg)＝3×n(Al)，故n(Mg)n(Al)＝32，Mg、Al的摩爾質(zhì)量之比為89，則Mg、Al的質(zhì)量之比為43。4．把足量的鐵粉投入到溶解有硫酸和硫酸銅的溶液中，充分反應(yīng)后，剩余金屬粉末的質(zhì)量與原加入鐵粉的質(zhì)量相等，則原溶液中H＋與SOeq\o\al(2－,4)的物質(zhì)的量濃度之比為(A)A．14 B．27C．12 D．38解析：設(shè)原溶液中H2SO4和CuSO4物質(zhì)的量分別為a和b。Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，F(xiàn)e＋CuSO4=FeSO4＋Cu。由題意：56(a＋b)＝64b，eq\f(a,b)＝eq\f(1,7)，c(H＋)c(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(2a,a＋b)＝eq\f(1,4)。5．用肯定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液使相同體積的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中的Fe2＋、Fe3＋完全沉淀，若所用的NaOH溶液的體積相同，則FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物質(zhì)的量濃度之比為(C)A．11 B．13C．31 D．32解析：依據(jù)關(guān)系式2NaOH～FeSO4、6NaOH～Fe2(SO4)3，可知與相同物質(zhì)的量的NaOH反應(yīng)消耗的FeSO4和Fe2(SO4)3的物質(zhì)的量之比為31，在體積相同的狀況下，F(xiàn)eSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物質(zhì)的量濃度之比為31。6．等體積、等物質(zhì)的量濃度的硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為56，則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)狀況可能分別是(B)A．甲、乙中都是鋁過量B．甲中鋁過量，乙中堿過量C．甲中酸過量，乙中鋁過量D．甲中酸過量，乙中堿過量解析：生成氫氣的體積比即物質(zhì)的量之比為n(甲)n(乙)＝56，設(shè)甲中產(chǎn)生H25mol，則乙中產(chǎn)生H26mol。甲：2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑233eq\f(10,3)mol5mol5mol乙：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2234mol4mol6mol甲、乙中加入的鋁是等量的，甲中n(H2SO4)和乙中n(NaOH)相等，故甲中鋁過量4mol－eq\f(10,3)mol＝eq\f(2,3)mol，乙中氫氧化鈉過量5mol－4mol＝1mol。7．將某鐵鋁合金樣品等分成兩份，一份加入足量鹽酸，另一份加入足量NaOH溶液，同溫同壓下產(chǎn)生的氣體體積之比為32，則樣品中鐵、鋁的物質(zhì)的量之比為(C)A．32B．21C．34 D．43解析：設(shè)每份樣品中鐵、鋁的物質(zhì)的量分別為x、y，產(chǎn)生的氣體分別為3mol、2mol。依據(jù)Fe～H2，Al～eq\f(3,2)H2，可得：x＋eq\f(3,2)y＝3mol；Fe與NaOH溶液不反應(yīng)，則有Al～eq\f(3,2)H2，eq\f(3,2)y＝2mol，解得x＝1mol，y＝eq\f(4,3)mol，故樣品中鐵、鋁的物質(zhì)的量之比為34。8．取含有0.02mol的硫酸溶液，先投入0.24g鎂粉，再滴入NaOH溶液，當(dāng)使溶液中的鎂離子全部轉(zhuǎn)化為沉淀時(shí)，須要NaOH的物質(zhì)的量為(C)A．0.02mol B．0.03molC．0.04mol D．0.01mol解析：取含有0.02mol的硫酸溶液，先投入0.24g鎂粉，鎂與硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣，再滴入NaOH溶液，生成氫氧化鎂和硫酸鈉，當(dāng)使溶液中的鎂離子全部轉(zhuǎn)化為沉淀時(shí)，溶液恰好為硫酸鈉溶液，依據(jù)原子守恒，須要NaOH的物質(zhì)的量為0.02×2＝0.04mol，選C。9．等體積的鹽酸和苛性鈉溶液，分別與兩份足量的鋁粉反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比為13，則鹽酸和苛性鈉溶液的物質(zhì)的量濃度之比為(A)A．11 B．21C．31 D．23解析：依據(jù)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，可知產(chǎn)生氫氣的體積比為13，須要鹽酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比為22＝11，溶液的體積相同，故鹽酸和苛性鈉溶液的物質(zhì)的量濃度之比也為11。10．等物質(zhì)的量的Fe、Mg、Al與同體積、同濃度的HCl反應(yīng)，產(chǎn)生H2的體積相同(相同狀況)，下列推斷正確的是(D)A．反應(yīng)掉的三種金屬的質(zhì)量相等B．反應(yīng)后三種金屬質(zhì)量相等C．所用鹽酸均過量D．三種金屬可以都有剩余解析：在題目條件下產(chǎn)生相同的氫氣，反應(yīng)掉的三種金屬的質(zhì)量和剩余金屬的質(zhì)量均不相等，假如鹽酸過量，則產(chǎn)生的氫氣的體積不相等。11．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)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(C)A.eq\f(82a,46a＋m)%B.eq\f(8200a,46a＋2m)%C.eq\f(8200a,46a＋m)%D.eq\f(8200a,69a＋m)%解析：由于2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑amolamoleq\f(a,2)mol2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑amolamolamoleq\f(3,2)amol即amol鈉與水反應(yīng)生成的NaOH恰好被amolAl消耗掉，所得溶液為NaAlO2溶液。則w(NaAlO2)＝eq\f(82a,23a＋27a＋m－2a×2)×100%＝eq\f(8200a,46a＋m)%。12．向500mL2mol·L－1的CuSO4溶液中插入一鐵片，反應(yīng)片刻后取出鐵片，洗滌、烘干，稱其質(zhì)量比原來增加2.0g。下列說法錯(cuò)誤的是(設(shè)反應(yīng)后溶液的體積不變)(D)A．參與反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是14gB．析出的銅的物質(zhì)的量是0.25molC．反應(yīng)后溶液中c(CuSO4)＝1.5mol·L－1D．反應(yīng)后溶液中c(FeSO4)＝1.5mol·L－1解析：發(fā)生反應(yīng)Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，依據(jù)差量法得56g8g＝m(Fe)2.0g，解得m(Fe)＝14g，A項(xiàng)正確；由于1mol8g＝n(Cu)2.0g，故n(Cu)＝0.25mol，B項(xiàng)正確；原溶液中n(CuSO4)＝0.5L×2mol·L－1＝1mol，反應(yīng)中消耗n(CuSO4)＝0.25mol，反應(yīng)后溶液中c(CuSO4)＝eq\f(1mol－0.25mol,0.5L)＝1.5mol·L－1，C項(xiàng)正確；反應(yīng)后溶液中c(FeSO4)＝eq\f(0.25mol,0.5L)＝0.5mol·L－1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題(共52分)13．(10分)下表是某種常見金屬M(fèi)的部分性質(zhì)。顏色狀態(tài)硬度密度熔點(diǎn)導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性銀白色固體較小2.70g/cm3660.4℃良好良好良好將該金屬M(fèi)投入稀鹽酸或NaOH溶液中，均可產(chǎn)生大量的無色氣體。依據(jù)上述信息回答下列問題。(1)金屬M(fèi)是鋁(填名稱)。(2)試推斷金屬M(fèi)的一種用途作導(dǎo)線(合理答案均可)。(3)金屬M(fèi)的活動(dòng)性比銅強(qiáng)(填“強(qiáng)”或“弱”)，推斷的事實(shí)依據(jù)是M能與酸反應(yīng)放出氫氣，而銅不能。(4)請(qǐng)寫出金屬M(fèi)與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。(5)現(xiàn)有一種合金，可能由M、Fe和Ag中的兩種或三種組成。某學(xué)生為了弄清晰該合金的成分，設(shè)計(jì)了下列試驗(yàn)探究方案，請(qǐng)?zhí)顚懹嘘P(guān)內(nèi)容。解析：(1)依據(jù)表中給出的部分性質(zhì)知，能與稀鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)生成無色氣體的金屬M(fèi)應(yīng)是鋁。(2)鋁的導(dǎo)電性好，可用于制導(dǎo)線；導(dǎo)熱性好，可用于制炊具；延展性好，可用于糖果包裝等。(3)在金屬活動(dòng)性依次表中Al是氫前面的金屬，能與鹽酸或稀H2SO4反應(yīng)生成H2；Cu是氫后金屬，不能與鹽酸或稀H2SO4反應(yīng)。(5)在金屬活動(dòng)性依次表中Al、Fe是氫前面的金屬，Ag是氫后面的金屬，因此可以利用Al能與NaOH溶液反應(yīng)來檢驗(yàn)Al的存在；利用Fe能與鹽酸或稀H2SO4反應(yīng)，進(jìn)一步來確定Fe、Ag的存在。14．(10分)托盤天平兩邊各放一個(gè)盛有等質(zhì)量稀鹽酸(各含nmolHCl)的甲、乙兩個(gè)燒杯，調(diào)整天平，天平達(dá)平衡。然后在甲、乙燒杯中分別投入amolMg和bmolAl，充分反應(yīng)后，天平仍保持平衡。(1)若天平兩邊酸均過量，則甲、乙兩邊凈增量分別為22ag，24b(2)若天平兩邊酸均用完，金屬均過量，則甲、乙兩邊產(chǎn)生的H2的質(zhì)量相等(填“相等”或“不相等”)，由此推出ab＝98。解析：設(shè)amolMg完全反應(yīng)后增重x。Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑增重2422224aeq\f(24,22)＝eq\f(24a,x)x＝22a。同理，bmolAl完全反應(yīng)后增重24b。因?yàn)楫a(chǎn)生的H2質(zhì)量相等，且天平平衡，則加入的Mg、Al質(zhì)量相等24a＝27b，所以ab＝915．(10分)鋁鎂合金已成為飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。探討性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，為測(cè)定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)下列試驗(yàn)方案進(jìn)行探究。填寫下列空白。[試驗(yàn)方案]將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測(cè)定生成氣體在通常狀況(約20℃，1.01×105[問題探討](1)同學(xué)們擬選用如圖所示試驗(yàn)裝置完成試驗(yàn)：①你認(rèn)為最簡(jiǎn)易的裝置連接依次是A接(E)(D)接(G)。(填接口字母符號(hào)，可不填滿)②試驗(yàn)起先時(shí)，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，一會(huì)兒后稀硫酸也不能順當(dāng)?shù)稳脲F形瓶。請(qǐng)你幫助分析緣由合金與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強(qiáng)變大。(2)細(xì)致分析試驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)探討認(rèn)為以下兩點(diǎn)會(huì)引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會(huì)將瓶?jī)?nèi)空氣排出，使所測(cè)氫氣體積偏大；試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測(cè)氫氣體積偏小。于是他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn)裝置。(堿式滴定管上的刻度數(shù)值上小下大)①裝置中導(dǎo)管a的作用是使分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順當(dāng)?shù)蜗?；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消退由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差。②試驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL。則產(chǎn)生氫氣的體積為V1－V2mL。解析：試驗(yàn)中通過測(cè)定氣體體積來確定樣品中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以裝置的連接依次為A、E、D、G；稀硫酸不能滴入的緣由是產(chǎn)生的氫氣使錐形瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)大于外界大氣壓所致；導(dǎo)管a的作用是平衡氣壓，使液體能夠順當(dāng)?shù)蜗?，同時(shí)消退硫酸的滴入對(duì)氣體體積的影響。16．(11分)一塊表面已被氧化為氧化鈉的鈉塊17.0g，投入50g水中，最多能產(chǎn)生0.2g氣體，則：(1)涉及的化學(xué)方程式為2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，Na2O＋H2O=2NaOH。(2)鈉塊中鈉的質(zhì)量是4.6_g。(3)鈉塊中氧化鈉的質(zhì)量是12.4_g。(4)原來鈉塊中被氧化的鈉的質(zhì)量是9.2_g。(5)設(shè)所得溶液的體積為50mL，求所得溶液溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度是12_mol·L－1。解析：(1)該過程中涉及的化學(xué)方程式有2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，Na2O＋H2O=2NaOH；(2)(3)反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為0.2g，則2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑462m(Na)0.2gm(Na)＝eq\f(46×0.2g,2)＝4.6g；m(NaO)＝17.0g－4.6g＝12.4g；(4)m(Na2O)＝12.4g，則被氧化成氧化鈉的金屬鈉的質(zhì)量＝12.4g×eq\f(46,62)＝9.2g；(5)原樣品中鈉元素的質(zhì)量＝4.6g＋9.2g＝13.8g，鈉元素的物質(zhì)的量＝eq\f(13.8g,23g·mol－1)＝0.6mol，依據(jù)鈉守恒得，溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量＝0.6mol，則氫氧化鈉的濃度＝eq\f(0.6mol,0.05L)＝12mol·L－1。17．(11分)已知MnO2與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl