课时作业13 金属与非金属酸水的反应.docx
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课时作业13金属与非金属酸水的反应
课时作业13 金属与非金属、酸、水的反应
时间:
45分钟
满分:
100分
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.下列说法正确的是( )
A.金属使用的年代与金属的性质无关
B.铁能置换出CuSO4溶液中的铜,故银也能置换出CuSO4溶液中的铜
C.金属原子最外层电子数越少,其还原性越强
D.将金属钠投入CuSO4溶液中,得不到金属铜
解析:
大多数金属以化合态存在,人类首先发现与利用的金属是自然界中的金属单质,然后逐渐通过化学方法冶炼出不同的金属,金属活动性越强,其冶炼难度越大,A错误;Ag的活动性比Cu的弱,Ag不能与CuSO4反应,B错误;如铜原子最外层只有1个电子,铝原子最外层有3个电子,但Al的还原性大于Cu的,C错误;将金属钠投入CuSO4溶液中,最终生成Na2SO4、Cu(OH)2沉淀和H2,D正确。
答案:
D
2.下列关于钠与水反应的叙述,不正确的是( )
①将一小粒钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中,反应后溶液变红
②将一小粒钠投入稀盐酸中,钠先与水反应,后与HCl反应
③钠在水蒸气中反应时因温度高会发生燃烧
④将两小粒质量相等的金属钠,一粒直接投入水中,另一粒用铝箔包住,在铝箔上刺些小孔,然后投入水中,则二者放出氢气的质量相等(已知铝与碱溶液反应产生H2)
A.①② B.②③
C.②③④D.①②③④
解析:
钠与水反应生成的氢氧化钠使滴有紫色石蕊溶液的水变蓝,①错误。
钠与水反应的本质是钠与H+反应,所以将钠投入稀盐酸中,钠先与HCl电离出的H+反应,②错误。
钠在水蒸气中反应产生的是氢气,尽管温度高且反应放热,因无氧气参与,所以钠在水蒸气中反应时不能燃烧,③错误。
④中发生反应:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,因此,用铝箔包住的钠与水反应时放出的H2较多,④错误。
答案:
D
3.下列叙述正确的是( )
A.铝表面易形成一层致密的氧化膜保护层,故铝可以广泛用于制造炊具和包装食品
B.5.6gFe在纯氧中燃烧和与足量水蒸气反应,转移电子的物质的量均为
mol
C.金属钠在空气中燃烧得到白色固体
D.钠、镁等活泼金属着火时,可直接用水灭火
解析:
人体摄入过多铝会导致老年性痴呆,A错误;Fe在纯氧中燃烧和与水蒸气反应均生成Fe3O4,1molFe参与反应转移
mol电子,5.6g(0.1mol)Fe转移
mol电子,B正确;金属钠在空气中燃烧得到淡黄色Na2O2,C错误;钠、镁等活泼金属能与H2O反应放出H2,故钠、镁等活泼金属着火时,不能用水灭火,D错误。
答案:
B
4.某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:
银白色
变灰暗
变白色
出现液滴
白色固体,根据钠与其化合物的性质分析,下列说法正确的是( )
A.①发生了氧化还原反应
B.①变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.④只发生物理变化
解析:
①变灰暗是因为钠与氧气反应生成了氧化钠,发生了氧化还原反应,A项正确,B项错误;③是氢氧化钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液,C项错误;④中氢氧化钠与空气中的CO2反应生成了碳酸钠,发生了化学变化,D项错误。
答案:
A
5.由Zn、Fe、Mg、Al四种金属中的两种组成的10g混合物与足量的盐酸反应产生1.0gH2,则混合物中一定含有的金属是( )
A.Zn B.Fe C.Al D.Mg
解析:
方法一:
假设法。
假设10g分别是纯锌、纯铁、纯镁、纯铝,则与足量盐酸反应生成H2的质量分别为
g、
g、
g、
g,从以上数据可以看出,只有10g铝生成H2的质量大于1.0g,其他三种金属生成氢气的质量均不够1.0g,因此当两种金属(共10g)与酸反应生成氢气为1.0g时,必须含有铝。
方法二:
本题可以采用平均摩尔电子质量法。
该混合物的平均摩尔电子质量=
=10g·mol-1,Zn、Fe、Mg、Al的摩尔电子质量分别为32.5g·mol-1、28g·mol-1、12g·mol-1、9g·mol-1,由于是两种金属组成的混合物,平均摩尔电子质量必介于两种金属的摩尔电子质量之间,故混合物中一定含有金属Al。
答案:
C
6.将11.5g钠、9g铝、28g铁分别投入200mL1mol/L的盐酸中,下列说法正确的是( )
A.钠与盐酸反应最剧烈,产生的气体最多
B.铝与盐酸反应的剧烈程度仅次于钠,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:
钠、铝、铁与盐酸反应,钠最剧烈;且三者与盐酸反应时,HCl均不足,而过量的钠还可跟H2O反应放出氢气,故钠产生气体最多。
答案:
A
7.将铁加入到100mL某浓度的盐酸中恰好完全反应,反应后生成的气体为VL(标准状况下),将铝加入到100mL2mol·L-1NaOH溶液中恰好完全反应,充分反应后生成的气体为3VL。
下列说法正确的是(已知2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑)( )
A.铁和铝的物质的量相等
B.原盐酸的浓度为2mol·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溶液中溶质的物质的量浓度之比为13
解析:
Al与NaOH溶液的反应为
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
2mol2mol3mol
n(Al)0.1L×2mol·L-1n(H2)
列比例式
=
,
解得n(H2)=0.3mol
由Al与NaOH溶液反应生成的气体为3VL,
得
=0.3mol
则V=2.24。
再根据反应Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,可求出反应的Fe的物质的量为0.1mol,HCl的物质的量为0.2mol,则c(HCl)=
=2mol·L-1,B正确;由上述数据分析知铁、铝物质的量不相等,A错误;Fe与盐酸反应生成Fe2+,C错误;盐酸与NaOH溶液中溶质的物质的量浓度之比为11,D错误。
答案:
B
8.相同物质的量的Fe、Mg、Al、Na各0.1mol投入到含HCl0.01mol的稀盐酸中,置换出H2由多到少的顺序是( )
A.Al>Mg=Fe>Na B.Al=Mg=Fe=Na
C.Al=Mg=FeAl>Mg>Fe
解析:
Fe、Mg、Al投入到盐酸中均发生反应:
R+nH+===Rn++n/2H2↑,由于金属相对酸过量,故三者产生的H2应以HCl的量为准进行计算,即产生H2的量分别为:
Fe=Mg=Al,而Na除与HCl反应外,还与H2O反应,故放出H2的量最多,故正确答案为C。
答案:
C
9.将一小块钠投入盛有5mL饱和石灰水的试管中,不可能观察到的现象是( )
A.钠熔化成光亮的小球,在液面上四处游动
B.有气体产生
C.溶液底部有银白色物质生成
D.溶液变浑浊
解析:
钠与饱和石灰水反应的实质是钠与水发生反应,消耗溶剂生成了氢气,同时反应放出大量的热,致使Ca(OH)2析出,溶液变浑浊。
钠不能置换出石灰水中的钙,所以不能生成银白色物质。
故正确答案为C。
答案:
C
10.在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水,所得溶液恰好能被80mL浓度为0.50mol/L的HCl溶液中和,则该生成物的成分是( )
A.Na2OB.Na2O2
C.Na2O和Na2O2D.Na2O2和NaO2
解析:
采用元素守恒法,n(HCl)=0.08L×0.50mol/L=0.04mol,n(Na+)=n(Cl-)=0.04mol,所以n(O)=
=
mol。
=
=
即1<
<2。
答案:
C
11.分别将23g金属钠放入足量的mg水中和24g金属镁放入足量的mg稀盐酸中,反应后所得溶液的质量分别为ag和bg。
那么a和b的关系应是( )
A.a>bB.a
C.a=bD.无法确定
解析:
Na―→
H2
23 1
23g m1=1g
a=(23+m-1)g=(22+m)g。
Mg―→H2
24 2
24g m2=2g
b=(24+m-2)g=(22+m)g。
答案:
C
12.在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铝球和铁球,此时杠杆平衡。
然后将两球分别浸没在稀硫酸和硫酸铜溶液中片刻,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.铝球一定是空心的
B.左边烧杯中的溶液质量减少了
C.去掉两烧杯杠杆仍平衡
D.右边铁球上出现红色
解析:
因为Al的密度小,Fe的密度大,故Al可以是实心,而Fe必须是空心的,A项错误;左边烧杯中Al与稀H2SO4反应生成Al2(SO4)3,Al3+进入溶液,溶液质量增加,B项错误;而右边Fe与CuSO4溶液反应置换出红色的Cu,因为反应的Fe的质量小于析出的Cu的质量且析出的Cu附着在铁球上,故铁球一侧质量增大,C项错误。
答案:
D
二、非选择题(共52分)
13.(10分)A、B、C是中学化学中常见的单质,常温下甲、乙两种化合物分别是黑色固体和无色液体,这些化合物和单质之间有如图所示关系。
据此判断:
(1)元素A有可变化合价,则单质A是________,化合物甲是________。
(2)写出反应①②③的化学方程式。
①______________________________________________;
②______________________________________________;
③______________________________________________。
解析:
A有可变化合价且与B点燃后生成黑色固体甲,因此可假设A元素为Fe,点燃条件下与O2反应可生成黑色Fe3O4,同时与无色液体H2O生成H2,而Fe3O4在高温下能被H2还原得到Fe和H2O,与题意相符。
答案:
(1)Fe Fe3O4
(2)①3Fe+2O2点燃,Fe3O4
②3Fe+4H2O(g)高温,Fe3O4+4H2
③Fe3O4+4H2高温,3Fe+4H2O
14.(10分)常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。
应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原性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。
请回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式:
________________;该反应中的还原剂是________,氧化剂是________。
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检验,操作方法是
__________________________________________________。
(3)圆底烧瓶中盛装水,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____________________,
原因是________________________________________________。
(5)干燥管中盛放的物质是________,作用是______________。
解析:
在反应:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2中,H2O为氧化剂,Fe为还原剂;在烧瓶中加入碎瓷片的目的是防止液体沸腾过于剧烈;由于硬质玻璃管中有空气,若先加热硬质玻璃管,会导致Fe与O2反应以及产生的H2与空气混合发生爆炸,因此要先点燃酒精灯并通一段时间的水蒸气,然后点燃酒精喷灯。
答案:
(1)3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2 Fe H2O
(2)在玻璃管口A处接一段乳胶管,乳胶管头上连一段玻璃管,并将管口插入水中,用酒精灯火焰微热烧瓶底部,如果能够观察到插入水中的玻璃管口有气泡逸出,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)为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应提供持续不断的水蒸气 防止暴沸
(4)先点燃酒精灯,产生水蒸气并排出系统内的空气后,再点燃酒精喷灯 防止先点燃酒精喷灯后Fe与O2发生反应以及产生的H2与空气混合发生爆炸
(5)碱石灰 除去未反应的水蒸气
15.(10分)有人设计了如图所示的实验装置,目的是做钠与水反应的实验并验证:
①钠的物理性质;②钠与水反应的产物是什么?
(1)当进行适当操作时,还需用的仪器有________。
(2)操作方法是_________________________________。
(3)实验现象是_______________________________。
(4)本实验能证明的钠的物理性质有________________________,能证明钠与水反应生成的产物有________。
(5)该反应的离子反应方程式为______________________。
答案:
(1)小试管
(2)将大头针向上抽,使钠块掉入水中,在玻璃管口处用小试管收集气体 (3)金属钠熔成小球,浮在水面上游动,溶液变成红色,将已收集了气体的小试管靠近火焰时发出爆鸣声 (4)熔点低,密度比水小 氢氧化钠、氢气 (5)2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
16.(11分)
(1)分别取Wg钠、镁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是________。
(2)分别取0.1mol钠、镁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是________。
(3)若产生相同体积(同温同压下)的氢气,所需钠、镁、铝(与足量的盐酸反应)的物质的量比为________。
(4)若将0.2mol钠、镁、铝分别投入到10mL1mol·L-1的盐酸中,在标准状况下,产生氢气体积的大小顺序是__________________。
解析:
根据钠、镁、铝与盐酸反应的化学方程式以及钠与水反应的化学方程式,按各小题的要求,从量上分析即可解答。
答案:
(1)
(2)123 (3)632
(4)Na>Al=Mg
17.(11分)现有镁铝合金共3.9g,与500mL2mol·L-1盐酸(足量)反应,生成的气体在标准状况下体积为4.48L,若反应后所得溶液的体积仍为500mL,求:
(1)镁铝合金中铝的物质的量。
(2)镁铝合金中镁的质量分数。
(3)反应后溶液中Cl-的物质的量浓度。
解析:
(1)4.48LH2的物质的量为
=0.2mol。
设金属中Mg的物质的量为x,Al的物质的量为y。
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
xx
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
y1.5y
由题意得
x=0.05mol,y=0.1mol。
(2)3.9g镁铝合金中Mg的质量为0.05mol×24g·mol-1=1.2g,镁铝合金中镁的质量分数为
×100%≈30.8%。
(3)Cl-没有参加反应,Cl-浓度不变,等于开始时盐酸的浓度,即c(Cl-)=2mol·L-1。
答案:
(1)0.1mol
(2)30.8% (3)2mol·L-1