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2018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同步练习新人教版必修1

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        第  2 课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应

                                   课后篇巩固提升

                                      基础巩固

1.下列反应没有氢气生成的是(  )

A.单质钠投入水中

B.铝投入氢氧化钠溶液中

C.氧化钠投入水中

D.往铁粉中通入水蒸气,保持高温


解析:A  项,发生反应      2Na+2H2O  2NaOH+H2↑;B 项,发生反应

2Al+2NaOH+2H2O   2NaAlO2+3H2↑;C 项,Na2O 与 H2O 反应生成   NaOH;D 项,发生反应

3Fe+4H2O(g)   Fe3O4+4H2。

答案:C

2.向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中缓慢地加入一绿豆粒大的金属钠,可
能观察到的现象是下图中的(  )


解析:钠的密度比煤油的大,比水的小,故钠在水和煤油的交界处与水发生反应生成氢气,从而可看

到气泡,正确答案为        A 项。

答案:A

3.等质量的钠进行下列实验,其中生成氢气最多的是                       (  )

A.将钠投入到足量水中

B.将钠用铝箔包好并刺一些小孔,再放入足量的水中
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C.将钠放入足量稀硫酸中

D.将钠放入足量稀盐酸中

解析:钠与水或酸反应,均是与            H+反应,故   A、C、D  三项中产生的氢气相等;钠与水反应生成氢气和

氢氧化钠溶液,生成的氢氧化钠溶液又与铝箔反应,生成氢气,故                         B 项中产生的氢气最多。

答案:B


4.将下列各种单质投入或通入            CuSO4 溶液中,能产生铜单质的是(  )


A.Fe           B.Na        C.H2      D.Ag


解析:Fe  比  Cu 活泼,可以从    CuSO4 溶液中置换出     Cu;Na 虽然比   Cu 活泼,但钠先与      CuSO4 溶液中的

H2O 反应,生成   NaOH 和 H2,NaOH 与 CuSO4 反应生成  Cu(OH)2,不能置换出     Cu;H2 不与 CuSO4 溶液反应;

Cu 比 Ag 活泼,Ag 不与   CuSO4 溶液反应。

答案:A

5.对于铝和烧碱溶液的反应,下列说法不正确的是(  )

A.铝是还原剂

B.该反应是氧化还原反应

C.该反应说明所有金属都能与碱反应


D.H2 为还原产物


解析:铝与烧碱溶液反应的化学方程式为                 2Al+2NaOH+2H2O  2NaAlO2+3H2↑,分析元素化合价变化

可知反应为氧化还原反应,铝是还原剂,H2               为还原产物,A、B、D       正确。铝能与烧碱溶液反应,并不能
说明所有金属都能与碱反应,如镁、铁、铜等均不与碱溶液反应。

答案:C

6.下列关于铁与水反应的描述中,不正确的是(  )


A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的             Fe2O3

B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声

C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
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D.常温下,Fe   与 H2O 不反应,但在空气中的        O2、CO2、H2O  共同作用下能发生反应


解析:铁与水蒸气反应的化学方程式为                3Fe+4H2O(g)  Fe3O4+4H2,生成黑色的    Fe3O4,A 项错误;H2  在
不纯的氧气中点燃时能发出爆鸣声,B              项正确;该反应为氧化还原反应,C             项正确;常温下,铁在潮湿
的空气中被缓慢氧化,D         项正确。

答案:A

7.将 2.3 g 金属钠放入     100 g 水中,完全反应后溶液的质量分数为(  )

      4
A.100 + 2.3×100%

        4
B.100 + 2.3 - 1.8×100%

     4
C.100 + 4×100%

        4
D.100 + 2.3 - 0.1×100%


解析:2.3 g  钠与   100 g 水完全反应后生成       4 g NaOH,同时放出    0.1 g H2,故反应后溶液的质量分数
                 4
为 w(NaOH)=100 + 2.3 - 0.1 ×100%。

答案:D

8.等量镁、铝合金粉末分别与下列             4 种过量的溶液充分反应,放出氢气最多的是(  )

          -1
A.2 mol·L   H2SO4 溶液

          -1
B.3 mol·L   CuSO4 溶液

C.6 mol·L-1 KOH 溶液

          -1
D.3 mol·L   Ba(OH)2 溶液

                         -1
解析:镁与铝都能与        2 mol·L   H2SO4 溶液反应得到     H2;Mg、Al 与 CuSO4 反应可置换出     Cu,不产生

H2;KOH 溶液和  Ba(OH)2 溶液只能与铝反应产生氢气。

答案:A
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9.在进行钠和水的反应实验中,有如下操作和实验现象,回答下列各问题。


(1)刚用小刀切开的金属钠断面呈    色,在空气中放置几分钟后发生的变化为    。 

(2)切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中进行实验,这是为防止    燃烧。 

(3)金属钠块投入水中后,观察到         (说明反应放热),     (说明钠的密度
小)。 

(4)钠小球在水面上迅速游动,发出“嘶嘶”的声响,说明反应有    生成。 

(5)如果水中事先已滴入酚酞溶液,反应后溶液由无色变为    色,说明反应生成       
。

解析:(1)刚用小刀切开的金属钠断面呈银白色,并很快变暗,这是因为钠与氧气反应,在钠的表面生

成了一薄层氧化物所致。(2)用滤纸吸干钠块表面的煤油,防止钠与水反应放热,引起煤油燃烧。(3)钠
的密度比水的小,浮在水面上,与水反应,放热,使钠熔化形成银白色小球。(4)钠与水反应放出氢气,推
动钠球在水面上运动。(5)钠与水反应生成                NaOH,使酚酞变红。

答案:(1)银白 变暗

    (2)煤油

    (3)钠熔化成闪亮的小球 浮在水面上

    (4)气体

    (5)红 氢氧化钠


10.向一个铝制易拉罐中充满           CO2,然后往罐中注入足量的         NaOH 溶液,立即用胶布严封罐口,不多会
儿听到罐内“咔咔”作响,发现易拉罐变瘪,再过一会儿易拉罐又鼓起来。

(1)易拉罐变瘪的原因是         ,反应的离子方程式是        。 
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(2)易拉罐又鼓起来的原因是      ,反应的离子方程式是        。 


解析:开始    CO2 溶于  NaOH 溶液,罐内气压减小,小于外界气压,易拉罐被压瘪。之后铝制的易拉罐与

NaOH 溶液反应,产生     H2,罐内压强又增大,易拉罐又鼓起。

                                                                       2 -
                                                                 -    𝑂
答案:(1)NaOH  溶液吸收    CO2,罐内压强减小,外界气压将易拉罐压瘪 CO2+2OH                    C 3 +H2O

                                                    -
                                      -           𝑂
    (2)Al 与 NaOH 溶液反应产生     H2 2Al+2OH +2H2O   2Al 2 +3H2↑

                                      能力提升

1.甲、乙两个烧杯中分别盛有            100 mL 4.0 mol·L-1 的盐酸和    100 mL 4.0 mol·L-1 NaOH 溶液,向
两个烧杯中均加入        5.4 g 铝粉,在相同状况下产生气体的体积比为(  )

A.1∶1          B.2∶3       C.3∶2     D.3∶1

解析:甲、乙两烧杯中含          HCl、NaOH 的物质的量都为       0.4 mol,根据化学方程式

2Al+6HCl   2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O    2NaAlO2+3H2↑可知,5.4 g(即   0.2 mol)Al 分别与

盐酸和   NaOH 溶液反应时,盐酸不足量而          NaOH 过量,故   Al 与盐酸反应生成       H2 0.2 mol,与 NaOH 溶液

反应生成    H2 0.3 mol,其体积比为     2∶3。

答案:B

2.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


解析:左边中的      Al 球与  NaOH 溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O      2NaAlO2+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
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CuSO4 溶液中发生反应:Fe+CuSO4        FeSO4+Cu,铁球表面有红色物质析出,铁球质量增加,Cu                 减少,
溶液蓝色变浅。

答案:B

3.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,反应后溶液质量减小的是(  )


A.HCl          B.K2SO4     C.NaOH    D.CuSO4


解析:对于    A、B、C   三项,都是消耗      Na,产生  H2,2Na→H2;投入  46 g Na,放出   2 g H2,溶液质量均增

                                                           2+
大。对于    D 项,钠首先与     H2O 反应,生成   NaOH、放出   H2,然后  NaOH 与 Cu 生成   Cu(OH)2 沉淀,化学方

程式为   2Na+2H2O+CuSO4   Na2SO4+Cu(OH)2+H2↑,由化学方程式可以看出,每溶解           46 g Na,生成   98 

g 沉淀和   2 g H2,溶液质量减小     54 g。

答案:D

4.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,下列分析结果正确的是(  )

A.钠与盐酸反应最剧烈,产生的气体最多

B.铝与盐酸反应的速率仅次于钠,但产生的气体最多

C.铁与盐酸反应产生的气体比钠多

D.反应结束时产生的气体一样多


解析:已知金属与盐酸的量,计算放出               H2 的量时,要先判断谁过量,钠与酸、碱、盐等的水溶液反应

时,生成   H2 的量均根据    Na 计算,反应的剧烈程度由金属的活动性决定,即钠最剧烈,其次是铝。钠、
铝、铁物质的量依次为          mol、mol、mol,HCl  物质的量为     0.2 mol,铝、铁过量。可见,铝、铁与盐酸

反应时生成     H2 一样多,均为    0.1 mol。Na 先与酸反应,后与       H2O 反应,共生成     H2 0.25 mol。

答案:A

5.某实验小组对钠与水反应的实验进行研究,为点燃反应生成的氢气,他们设计了如图                                 1 所示的装
置。请回答下列问题:


(1)写出  Na 与 H2O 反应的化学方程式:                  。 


(2)在点燃   H2 之前必须先进行    ,方法是     。 

(3)实验小组查阅到钠、苯(常温下为液体,不溶于水,与钠不反应)、水的密度分别为                               0.97 g·cm-
3、0.88 g·cm-3、1.00 g·cm-3,并据此对实验进行了如图            2 所示的改进。
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①在改进后的实验中观察到的现象可能为   。 

A.钠在水层中反应并四处游动

B.钠停留在苯层中不发生反应

C.钠在苯的液面上反应并四处游动

D.钠在苯与水的界面处反应并可能做上下跳动


②在改进后的实验中         H2 的生成速率减慢,氢气燃烧更平稳,原因是     。 

解析:点燃可燃性气体之前要检验气体的纯度。苯与水互不相溶,钠的密度介于苯和水之间,能与水

反应而不与苯反应,另外钠与水接触的位置是钠的底部,与水反应放出的氢气给钠一个向上的推力,

同时与钠受到的重力作用可使钠在苯与水的界面处上下跳动,如此反复,就减慢了                                Na 与 H2O 反应的
速率。


答案:(1)2Na+2H2O     2NaOH+H2↑

    (2)验纯 用向下排空气法收集一小试管氢气,用拇指堵住试管口,移近火焰,松开拇指,若听到

轻微的“噗”声,则表明          H2 纯净


    (3)①D ②钠的密度比水的小,比苯的大,落在苯与水的交界处。钠与                          H2O 反应产生的    H2 使钠

浮起,脱离水面,反应停止;当钠表面的              H2 逸出时,钠又回落,与水反应,如此反复,就可减慢                  Na 与

H2O 反应的速率

6.应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物加热,并通入水蒸气,就可以完成
高温下“Fe    与水蒸气的反应实验”。
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请完成该实验中的问题:

(1)写出该反应的化学方程式:                   ; 

该氧化还原反应的还原剂是    ,氧化剂是    。 

(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查,操作方法是      。 

(3)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是                 ;烧
瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是        。 

(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是          ,为什么?         。 

(5)干燥管中盛装的物质是      ,作用是             。 

(6)试管中收集的气体是    。如果要在                 C 处的玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行    ,这
一操作的目的是                         。 

解析:产生气体的装置实验前必须检验气密性,本装置的气密性检验是密封装置后加热,利用气体热

胀冷缩的原理检验;铁与水蒸气在高温下反应,所以首先对烧瓶加热,使烧瓶中的水产生水蒸气到硬
质玻璃管中与铁粉反应产生氢气。由于水蒸气没有完全反应,收集点燃氢气前需用干燥剂干燥,此
时要选取固体干燥剂,氢气的检验不能直接在导气管口点燃,以免引起爆炸。


答案:(1)3Fe+4H2O(g)     Fe3O4+4H2 Fe H2O

    (2)在玻璃管口     C 处接一段乳胶管,乳胶管头上连一段玻璃管,并将管口没入水中,用酒精灯火
焰微热烧瓶底部,如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出,停止加热后,玻璃管内有水柱上
升,且较长时间水柱不回落,则表明该套装置气密性良好

    (3)提供持续不断的水蒸气 防止暴沸


    (4)先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯 防止先点燃酒精喷灯导致                             Fe 与 O2 的反应


    (5)碱石灰 除去反应产生的           H2 中混有的水蒸气


    (6)H2 验纯 防止点燃时,氢气中混有空气而爆炸
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