2020版高中化学 第三章学业分层测评13 铝与NaOH溶液反应 物质的量在化学方程式中的计算

2020版高中化学 第三章学业分层测评13 铝与NaOH溶液反应 物质的量在化学方程式中的计算

学业分层测评(十三) 铝与NaOH溶液反应 物质的量在化学方程式中的计算 ‎(建议用时：45分钟)‎ ‎[学业达标]‎ ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．铝和盐酸、NaOH溶液的反应中，铝都得到电子 B．等体积等浓度的盐酸、NaOH溶液与过量Al反应，产生H2的物质的量相等 C．铝与NaOH溶液反应中，每转移3 mol e－，就生成1.5 mol H2‎ D．铝制容器能用来长期存放酸性或碱性食物 ‎【答案】　C ‎2．等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应，放出氢气最多的是(　　) ‎ A．NaOH溶液　　　　　　 B．稀硫酸 C．蔗糖溶液 D．NaCl溶液 ‎【解析】　Mg、Al与蔗糖溶液、NaCl溶液不反应，只有Al与NaOH溶液反应，Mg、Al与硫酸均发生反应放出氢气。‎ ‎【答案】　B ‎3．将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol 的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为(　　)‎ A． mol B．1 mol ‎ C．2 mol D． mol ‎【解析】　铝在参加反应时1 mol Al可失去3 mol电子，因此有2 mol电子转移时需Al的物质的量为 mol。‎ ‎【答案】　D ‎4．质量相同的两份铝粉，第一份中加入足量的NaOH溶液，第二份中加入足量的盐酸，在同温同压下放出气体的体积比是(　　) ‎ A．1∶2　　　B．2∶‎1　‎　　C．1∶4　　　D．1∶1‎ ‎【解析】　由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑和2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知Al与H2的数量关系相同，质量相同的铝与足量的酸、碱反应生成的H2相同。‎ ‎【答案】　D ‎5．在常温下，将铝分别放入下列溶液中，溶液的质量会减小的是(　　)‎ A．稀硫酸 B．氢氧化钾溶液 ‎ C．硫酸铜溶液 D．食盐水 6‎ ‎【解析】　写出相关反应方程式：2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，2Al＋2KOH＋2H2O===2KAlO2＋3H2↑，2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu，铝与稀硫酸和氢氧化钾溶液反应时，消耗的铝的质量大于生成的氢气的质量，溶液的质量增大；铝与硫酸铜的反应中，每消耗‎54 g铝，生成‎192 g铜，所以消耗铝的质量小于生成的铜的质量，溶液的质量减小；铝与食盐水不反应。‎ ‎【答案】　C ‎6．某无色溶液中加入铝片后有氢气产生，则下列离子在该溶液中肯定能大量共存的是(　　)‎ A．Na＋ B．Mg2＋‎ C．CO D．MnO ‎【解析】　无色溶液排除MnO；加入铝片产生H2可能是酸溶液，也可能是碱溶液，碱溶液中Mg2＋不能存在，酸溶液中CO不能存在。‎ ‎【答案】　A ‎7．用铝箔包裹着‎2.3 g金属钠投入足量水中，理论上可以收集到氢气的物质的量为(　　)‎ A．0.05 mol B．0.2 mol C．大于0.05 mol小于等于0.2 mol D．无法判断 ‎【解析】　‎2.3 g金属钠的物质的量为0.1 mol，根据2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的氢气的物质的量为0.05 mol；NaOH的物质的量为0.1 mol，生成的NaOH和铝箔反应，2NaOH＋2Al＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，0.1 mol NaOH可以生成0.15 mol H2，所以生成的H2总物质的量为0.2 mol。‎ ‎【答案】　B ‎8．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和氢氧化钠物质的量之比为(　　)‎ A．3∶1 B．2∶1‎ C．1∶1 D．1∶3‎ ‎【解析】　根据铝与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可直接得到答案：n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，A正确。‎ ‎【答案】　A ‎9．将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为V L(标准状况下)，将铝加入到100 mL 2 mol·L－1NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体为3V L。下列说法正确的是(　　)‎ 6‎ A．铁和铝的物质的量相等 B．原盐酸的浓度为2 mol·L－1‎ C．铁加入盐酸中的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑‎ D．盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3‎ ‎【解析】　Fe　　＋　　2HCl===FeCl2＋H2↑‎ ‎　　 mol　　 mol mol ‎2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑‎ mol　　 mol mol ‎【答案】　B ‎10．在一个用铝制的易拉罐内充满CO2气体，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。‎ ‎(1)罐壁内凹而瘪的原因是_________________________________________，‎ 离子方程式可能为_______________________________________________；‎ ‎(2)罐再鼓起的原因是_____________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________，‎ 离子方程式可能为________________________________________________。‎ ‎【解析】　刚开始时，NaOH溶液吸收CO2压强变小，后期又与Al反应生成H2压强又变大。‎ ‎【答案】　(1)CO2被吸收而被外界大气压压瘪　2OH－＋CO2===CO＋H2O ‎(2)由于铝与碱反应生成H2，压强增大而重新鼓起　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎11．如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出‎24.0 g固体，配成‎1 L溶液，请计算：‎ 氢氧化钠　化学纯(CP) ‎500 g 品名：氢氧化钠 化学式：NaOH 相对分子质量：40‎ ‎(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。‎ ‎(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积为________。‎ 6‎ ‎【解析】　n(NaOH)＝＝＝0.6 mol，‎ c(NaOH)＝＝＝0.6 mol·L－1。‎ ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎ 2 mol ‎22.4 L×3‎ ‎ 0.6 mol·L－1×‎0.2 L V V＝＝‎4.032 L。‎ ‎【答案】　(1)0.6 mol/L　(2)‎‎4.032 L ‎[能力提升]‎ ‎12．一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生‎3.36 L(标准状况下)气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生‎5.6 L的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为(　　)‎ A．1∶1　　　　　　　　 B．2∶5‎ C．3∶2 D．3∶5‎ ‎【解析】　将铝铁合金溶于NaOH溶液中时，只有铝参与反应，而铁不反应，此时生成的‎3.36 L(即0.15 mol)氢气是由反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑生成的，故合金中n(Al)＝0.15 mol×＝0.1 mol；当同样质量的合金与盐酸反应时，铝参与反应生成的H2为0.15 mol，则由Fe置换出的n(H2)＝0.25 mol－0.15 mol＝0.1 mol，即合金中含Fe的物质的量也为0.1 mol。‎ ‎【答案】　A ‎13．将‎5.4 g铝分别放入100 mL 2 mol·L－1硫酸(甲)和100 mL 2 mol·L－1氢氧化钠溶液(乙)中，相同条件下生成的气体的体积(　　)‎ A．甲多 B．乙多 C．一样多 D．无法判断 ‎【解析】　反应的化学方程式为2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，‎5.4 g铝、100 mL 2 mol·L－1硫酸、100 mL 2 mol·L－1氢氧化钠的物质的量都为0.2 mol，根据化学方程式可知硫酸不足，反应产生的氢气比较少，答案选B。‎ ‎【答案】　B ‎14．在天平的两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后(　　)‎ A．天平保持平衡　　　　　 B．左高右低 ‎ C．左低右高 D．无法确定 6‎ ‎【解析】　在与盐酸的反应中，每有‎27 g Al参加反应，同时生成氢气‎3 g，而将铝投入到氢氧化钠溶液中，同样是每有‎27 g Al参加反应，同时生成氢气‎3 g。所以只要是投入相同质量的铝，且酸和碱都足量时，溶液的质量变化值相等，所以天平仍然保持平衡。‎ ‎【答案】　A ‎15．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中的铝的质量分数和铝的相对原子质量。 ‎ ‎(1)A中试剂为________________。‎ ‎(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是___________________________________________________________________。‎ ‎(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂；⑤检查气密性。上述操作的顺序是________(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应___________________________________________。‎ ‎(4)B中发生反应的化学方程式为____________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为___________________。‎ ‎(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。‎ ‎【解析】　(1)观察实验装置图可知是用量气法完成实验目的，故A中应盛NaOH溶液，在B中发生2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑的反应。‎ ‎(2)目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。‎ ‎(3)正确顺序应为⑤①④③②；为使C中气体的压强相等，还应使D与C液面相平。‎ ‎(5)据2 mol Al～3 mol H2得M(Al)＝。‎ ‎(6)据w(Al)＝×100%的计算公式可知未洗涤不溶物会造成Al的质量分数偏小。‎ 6‎ ‎【答案】　(1)NaOH溶液 ‎(2)除去镁铝合金表面的氧化膜 ‎(3)⑤①④③②　使D和C的液面相平 ‎(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎(5)　(6)偏小 6‎