铝与氢氧化钠反应经典例题及解析.docx

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铝与氢氧化钠反应经典例题及解析

双基限时练（十二）　

金属与酸和水的反应　铝与氢氧化钠溶液的反应

基础强化

1.把下列金属投入0.1mol/L盐酸中，能发生反应且反应最剧烈的是（　　）

A．CuB．Fe

C．MgD．Al

解析　由金属活动顺序表可知，Fe、Mg、Al能与盐酸反应，而Cu不与盐酸反应，金属越活泼与酸反应越剧烈，在Fe、Mg、Al中，Mg最活泼，反应最剧烈。

答案　C

2．除去镁粉中的少量铝粉，可选用（　　）

A．硫酸B．氢氧化钠溶液

C．水D．盐酸

解析　铝与NaOH溶液反应而镁不与NaOH溶液反应，可以除去。

答案　B

3．等质量的钠、镁、铝分别与足量的盐酸反应，产生H2的质量由大到小的排列顺序正确的是（　　）

A．Al、Mg、NaB．Mg、Al、Na

C．Na、Mg、AlD．Na、Al、Mg

解析　因足量的盐酸与等质量的金属反应，则金属完全反应，根据电子守恒，等质量的Na、Mg、Al产生H2的质量由大到小应为Al、Mg、Na，也可根据化学式计算。

答案　A

4．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是（　　）

A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂

B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与由NaOH还原所得的H2物质的量之比为2:

1

C．反应中NaOH是氧化剂，NaAlO2是氧化产物

D．此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂

解析　在Al与NaOH溶液反应中，铝是还原剂，水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂，NaAlO2是氧化产物，H2是还原产物。

答案　D

5．金属钠着火，能用来灭火的是（　　）

A.水B.湿抹布

C.泡沫灭火器D.干沙

解析　钠与水发生剧烈反应，放出大量的热，且有可燃气体H2产生，不可用水、湿抹布、泡沫灭火器灭火。

答案　D

6．下列离子方程式正确的是（　　）

A．将钠投入到CuCl2溶液中：

2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋

B．Na与水反应：

Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑

C．铝和NaOH溶液的反应：

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑

D．铁屑与硫酸的反应：

2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑

解析　钠先与水反应，在溶液中，钠不能置换出铜，A项错；B项中电荷不守恒；铁与硫酸反应生成Fe2＋，D项错。

答案　C

7．用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（　　）

A．O2与H2的混合气体B．1.12LH2

C．大于1.12LH2D．小于1.12L气体

解析　在题中隐藏着一个至关重要的条件“铝箔”，Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2的总和，显然要比Na单独反应产生的H2多。

Na　＋　H2O===NaOH　＋　H2↑

0．1mol0.1mol0.05mol

答案　C

8．有关铁与水反应的说法中，正确的是（　　）

A．在任何条件下，铁与水均不发生反应

B．在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气

C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气

D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气

解析　铁在常温下与水不反应，但在高温下能与水蒸气反应，生成Fe3O4和H2。

答案　D

9．某金属放入稀硫酸中，不产生气泡，该金属可能是（　　）

A．MgB．Al

C．ZnD．Ag

解析　在金属活动性顺序表中，排在氢前的金属可以与稀H2SO4反应产生H2，而排在氢后的金属则不反应。

答案　D

10．将11.5g钠、28g铁分别放入20mL1mol·L－1的盐酸中，结果正确的是（　　）

A．钠与盐酸反应比铁剧烈，产生的气体多

B．铁与盐酸反应比钠剧烈

C．铁与盐酸反应产生的气体多

D．反应结束时产生的气体一样多

解析　反应的剧烈程度由金属活泼性决定，即钠比铁剧烈，钠、铁物质的量依次为mol、mol，盐酸物质的量均为0.02mol。

可见，铁与盐酸反应时过量，生成H2为0.01mol。

而钠先与酸反应，后与水反应，共生成H20.25mol。

答案　A

11．某无色溶液中只含有下列8种离子中的某几种：

Mg2＋、H＋、Ag＋、Na＋、Cl－、HCO、OH－、NO，已知该溶液能与铝反应放出氢气。

试回答下列问题：

（1）若反应后生成Al3＋，则溶液中可能存在的离子有________，一定存在的离子有________，一定不存在的离子有________，反应的离子方程式为____________________________________________。

（2）若反应后生成AlO，则溶液中可能存在的离子有________，一定存在的离子有________，一定不存在的离子有________，反应的离子方程式为______________________________。

答案　

（1）Mg2＋、Na＋　H＋、Cl－

Ag＋、HCO、OH－、NO

2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑

（2）Cl－、NO　OH－、Na＋　Mg2＋、Ag＋、H＋、HCO

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑

12．现有4.6gNa、2.4gMg、2.7gAl和6.4gCu，分别将其投入100mL1.5mol·L－1盐酸中。

（1）与盐酸反应最剧烈的金属是________（填元素符号，下同）。

（2）最后金属有剩余的是_________________________________________________________________________________________。

（3）反应结束后，产生气体的质量最大的是________。

解析　4种金属中钠的活泼性最强，与盐酸反应最剧烈。

盐酸的物质的量为0.1L×1.5mol·L－1＝0.15mol，完全反应时需Na0.15mol，其质量为0.15mol×23g·mol－1＝3.45g<4.6g；需镁的质量0.15mol××24g·mol－1＝1.8g<2.4g；需Al的质量为0.15mol××27g·mol－1＝1.35g<2.7g；铜与盐酸不反应，故剩余金属为镁、铝、铜。

过量的金属钠能与水反应，产生的氢气最多。

答案　

（1）Na　

（2）Mg、Al、Cu　（3）Na

能力提升

1.将2.3g钠投放到97.7g水中，所得溶液中溶质质量分数为（　　）

A．2.3%　　　　　　　　B．小于2.3%

C．4%D．大于4%

解析　错选A项是把钠与水反应后，钠看成溶质，计算错误；错选C项是忽视了钠与水反应产生H2使溶液质量减少。

解答本题应明确钠与水反应有H2产生，所得溶液中溶质是NaOH，溶液的质量等于水的质量和钠的质量之和减去氢气的质量。

本题属半定量题，不需准确计算溶质的质量分数。

设生成NaOH的质量为x，则：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

2×232×40

2.3gx

x＝＝4g

w（NaOH）＝×100%

＝×100%>4%。

答案　D

2．下列各组离子中，能大量共存，溶液呈现无色，且加入一小块钠粒后仍然能大量共存的是（　　）

A．K＋、MnO、SO、H＋

B．Ba2＋、Na＋、HCO、NO

C．Na＋、NO、K＋、Cl－

D．Ca2＋、NO、Cl－、CO

解析　A项中MnO为紫色不符合题意且H＋与Na反应；B项中Na与水反应生成的NaOH与HCO反应，有CO生成，Ba2＋与CO不能共存；D项中Ca2＋与CO不共存。

答案　C

3．下列说法不正确的是（　　）

A．铁在一定条件下与纯氧气、水蒸气反应的共同产物是Fe3O4

B．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应

C．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气

D．铁与盐酸、水蒸气反应，作还原剂

解析　铁与盐酸、水蒸气的反应都是置换反应，铁的化合价升高，作还原剂，铁与盐酸反应生成FeCl2，而不是FeCl3。

答案　C

4．Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出H2的质量相等，则下列说法中正确的是（　　）

A．三种金属的物质的量相等

B．三种金属均过量

C．三种金属的质量相等

D．盐酸均过量

解析　根据反应的化学方程式：

Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

等质量的三种金属与酸反应产生H2的量不等；等物质的量的三种金属与酸反应产生H2的量也不等；若三种金属均过量，则产生的H2的量由盐酸决定。

答案　B

5．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质量相等的稀烧碱溶液和稀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c（OH－）增大

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，左边烧杯中溶液的c（OH－）减小；右边Fe球浸在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，Cu2＋减少，溶液蓝色变浅。

答案　B

6．X、Y、Z、M代表四种金属，有以下事实：

①水溶液中X＋Y2＋===X2＋＋Y　②Z＋2H2O（冷）===Z（OH）2＋H2↑

③Y可跟硫酸反应而M不能。

则四种金属的活动性顺序为________。

解析　由①知X>Y，由①知X、Y不与水反应，由②知Z>X>Y，由③知Y>M，即可得出答案。

答案　Z>X>Y>M

7．某化学兴趣小组利用如图进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：

（1）A装置的作用是_____________________________________，

B中反应的方程式为____________________________________。

（2）D的作用是_________________________________________。

（3）E中的现象是_______________________________________。

（4）A、B两个装置中应先点燃________处的________灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析　

（1）B中进行的反应是3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2，故A为提供水蒸气的装置。

（2）D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。

（3）E中反应为H2＋CuOCu＋H2O，故黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。

（4）应先点A处酒精灯，若先点燃B处酒精喷灯，B装置中的Fe会与空气中O2反应生成Fe3O4，点燃E处酒精灯前要收集H2，检验纯度。

答案　

（1）产生水蒸气　3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2

（2）吸收未反应的水蒸气

（3）黑色固体变成红色，右端管壁有水珠生成

（4）A　酒精　收集H2，并检验其纯度

8．为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验：

（1）若取ag样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体积为bL。

反应的化学方程式是________________________________________________________；样品中铝的质量为________g。

（2）另取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是__________________________________________________________________，氧化铁与铝的质量比是________。

（3）待

（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为cL，该气体与

（1）中所得气体的体积比cb＝________。

解析　

（1）铝热剂中的铝与NaOH反应，铝与氢气的关系式为

2Al　　～　　3H2

2×27g3×22.4L

m（Al）bL

所以：

m（Al）＝g＝g。

（2）根据反应：

2Al＋Fe2o32Fe＋Al2O3，氧化铁与铝的质量比为m（Fe2O3）m（Al）＝16054＝8027。

（3）在铝热反应后的生成物中加入足量盐酸，Al2O3、Fe均与盐酸发生反应，但盐酸与Fe反应时才放出气体。

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，要知道放出多少气体，必须知道铁的质量或Fe2O3的质量，但题目要求的是Al与NaOH溶液、Fe与盐酸产生H2体积比，只要知道铝热剂中Al与Fe元素的物质的量之比即可求出。

2Al　　～　　Fe2O3　　～　　2Fe

3H22H2

bc

故b:

c＝3:

2。

答案　

（1）2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　

（2）2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　8027

（3）2：

3