金属与非金属酸水的反应人教版高中化学必修一同步练习题.docx
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金属与非金属酸水的反应人教版高中化学必修一同步练习题
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．aC．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
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