高一化学人教版必修1练习：3_1_2 金属与酸和水的反应　铝与氢氧化钠溶液的反应含解析

高一化学人教版必修1练习：3_1_2 金属与酸和水的反应　铝与氢氧化钠溶液的反应含解析

第2课时　金属与酸和水的反应　铝与氢氧化钠溶液的反应 课后训练案 巩固提升 A组 ‎1.在实验室里做钠与水反应的实验时,下列各项中最宜选用的仪器有(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎①试管夹　②镊子　③小刀　④燃烧匙　⑤滤纸　⑥研钵　⑦烧杯　⑧石棉网　⑨玻璃片　⑩药匙 A.①②④⑧ B.③⑤⑥⑩ C.⑥⑦ D.②③⑤⑦⑨‎ 解析:钠块需用镊子夹取,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀在玻璃片上切去一小块,放入盛有水的烧杯内进行实验。‎ 答案:D ‎2.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 解析: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。‎ 答案:D ‎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 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+2H2O2NaAlO2+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.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 ‎7.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 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错误;H2在不纯的氧气中点燃时能发出爆鸣声,B正确;该反应为氧化还原反应,C正确;常温下,铁在潮湿的空气中被缓慢氧化,D正确。‎ 答案:A ‎8.导学号98980044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(　　)‎ A.2 mol·L-1 H2SO4溶液 B.3 mol·L-1 CuSO4溶液 C.6 mol·L-1 KOH溶液 D.3 mol·L-1 Ba(OH)2溶液 解析:镁与铝都能与2 mol·L-1 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 ‎9.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　 ‎ ‎　。 ‎ ‎(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。‎ 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-CO‎3‎‎2-‎+H2O ‎(2)Al与NaOH溶液反应产生H2　2Al+2OH-+2H2O2AlO‎2‎‎-‎+3H2↑‎ ‎10.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,推动钠球在水面上游动。(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 B组 ‎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+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+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+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。‎ 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,溶液质量均增大。对于D项,钠首先与H2O反应,生成NaOH、放出H2,然后NaOH与Cu2+生成Cu(OH)2沉淀,化学方程式为2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+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.导学号98980045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‎1‎‎2‎ mol、‎1‎‎3‎ mol、‎1‎‎2‎ 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。‎ ‎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+2H2O2NaOH+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”。‎ 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 ‎