1、第2课时金属与酸和水的反应铝与氢氧化钠溶液的反应基础过关练 题组一金属与酸反应1.(2021山东日照莒县一中高一月考)标准状况下,将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 molL-1的盐酸中,反应产生的气体体积之比是()A.123B.632C.311D.1112.金属单质四兄弟W、X、Y、Z不小心掉到稀盐酸池中,反应如图所示,则它们的活动性由强到弱的顺序是()A.XWZYB.ZXWYC.WXYZD.YZXW题组二钠与水反应3.在实验室里做钠跟水反应的实验时,用到的仪器是()a.试管夹b.镊子c.小刀d.冷凝管e.滤纸f.研钵g.烧杯h.坩埚i.石棉网j.玻璃片k.药匙l.燃烧匙A
2、.abdiB.cefjC.fghlD.bcegj4.(2021辽宁阜新二中高一月考)下列有关金属钠与水反应的现象描述不正确的是(深度解析)A.钠熔成小球B.钠沉入水底C.钠四处游动D.发出嘶嘶声5.(2021北京师范大学附中高一期中)钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是()A.钠的熔点低B.钠的密度小C.钠的硬度小D.钠的强还原性6.(2021北京三十五中高一期中)钠与水反应的实验过程如图、所示。(1)下列现象与解释正确的是(填序号)。序号实验现象解释A钠浮在水面上钠的密度比水小B钠熔成小球钠与水反应放热且钠的熔点低C钠四处游动,嘶嘶作响产生了气体(2)图中滴加酚酞试液后,观察到溶液变红,说
3、明有生成。(3)钠与水反应的化学方程式是。题组三铁与水蒸气反应7.下列关于铁与水蒸气反应的叙述不正确的是()A.是氧化还原反应B.铁是还原剂C.需在高温条件下进行D.产物是氧化铁和氢气8.某学习小组进行了如图所示的实验,实验后组员之间的交流不合理的是()A.甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃,且产生淡蓝色火焰B.乙同学认为试管a中生成的黑色固体为四氧化三铁C.丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中,加适量的水,加热也可实现该反应D.丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色题组四铝与氢氧化钠溶液反应9.为除去铁粉中少量的铝粉,最适宜的试剂是()A.稀硫酸B.稀盐酸C.氢氧化钠溶液D.硫酸铜溶
4、液10.(2021河北邢台巨鹿中学高一月考)相同质量的两份铝,分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中,放出的氢气在同温同压下体积之比为()A.11B.16C.23D.3211.铝是典型的两性金属,既能与酸反应,又能与强碱溶液反应。回答下列问题:(1)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中,铝元素化合价的变化都是,还原剂都是。(2)1 mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,生成氢气的体积在相同状况下的比值为,消耗HCl和NaOH的物质的量之比为。(3)甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 molL-1的盐酸和100 mL 4.0 molL-1氢氧化钠溶液,向两个烧杯中都加入5.4 g铝粉
5、,在相同状况下产生气体的体积比为。能力提升练 1.(2021福建三明三地三校高一期中联考,)2019年诺贝尔化学奖颁给几位在锂离子电池研发领域做出贡献的科学家,锂单质化学性质与钠类似,活泼性比钠略弱。它的密度为0.534 g/cm3,锂元素的焰色为紫红色,将绿豆大的锂投入水中,下列实验现象合理的有()锂沉入水中锂浮在水面上水中有大量气泡产生反应后在水中加入几滴酚酞试液,溶液变红反应剧烈,发出紫红色火焰锂四处游动A.B.C.D.2.(2021天津静海四校高一联考,疑难1,)将金属钠投入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体生成,又有白色沉淀产生的是(不考虑反应中溶液温度的变化)()MgSO4溶液NaC
6、l溶液Na2SO4溶液饱和Ca(OH)2溶液CuSO4溶液饱和NaCl溶液A.B.C.D.3.(2021山西长治二中高一月考,疑难1,)为探究钠的部分性质,设计实验操作如下:向如图所示的试管中加入苯(已知苯的密度为0.86 gcm-3,且不溶于水);拔出大头针,使钠(密度为0.97 gcm-3)块落入苯中(Na与苯不反应);从长颈漏斗中加入MgCl2溶液(密度约为1 gcm-3)。下列说法正确的是()A.把MgCl2溶液加入苯中,MgCl2溶液在上层B.Na一直停留在苯层不发生反应C.Na在MgCl2溶液与苯的界面处反应,并上下跳动直至消失,下层有白色沉淀产生D.Na在MgCl2溶液与苯的界面
7、处,四处游动直至消失,MgCl2溶液中有白色沉淀产生4.(2021吉林长春外国语学校高一期末,)Fe、Al混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的气体4.48 L。下列说法不正确的是()A.参加反应的Fe、Al共0.2 molB.Fe、Al在反应中共失去0.4 mol电子C.参加反应的HCl为0.4 molD.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H25.(2020黑龙江鹤岗一中高一期末,疑难1、2,)(1)分别取W g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0.1 mol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)若产生相同物质的量的氢
8、气,反应所需钠、镁、铝的质量比是。(4)若产生相同体积(同温、同压)的氢气,反应所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是。(5)分别取金属钠、镁、铝0.2 mol,分别投入10 mL 1 molL-1盐酸中,在标准状况下产生氢气的体积大小的顺序是。6.(2020山东师大附中高一上月考,)某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几粒钠块,再从U形管高端加入水(含有酚酞),赶出空气,一段时间后加热铜丝。根据反应中观察到的现象,回答下列问题:(1)金属钠的变化为。(2)U形管中溶液的颜色变化为,证明有氢氧化钠产生。(3)铜丝的变化为,证明钠与水
9、反应有氢气产生。(4)若2.3克金属钠与97.8克水完全反应,则该溶液中溶质的质量分数是。7.()某化学兴趣小组利用如图装置进行铁与水蒸气反应的实验,并检验产物的性质,请回答下列问题:(1)装置A的作用是,烧瓶底部放碎瓷片的作用是。(2)装置B中发生反应的化学方程式是,该反应中氧化剂是,氧化产物是。(3)D的作用是。(4)E中的实验现象是。(5)该同学对反应后装置B中固体物质的组成提出了如下假设:假设1:只有Fe;假设2:只有;假设3:既有Fe也有Fe3O4。答案全解全基础过关练1.C将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 molL-1的盐酸中,根据反应的化学方程式可知三种金属都
10、是足量的,应按HCl的量计算产生氢气的量,根据2HClH2,可知三种金属与盐酸反应产生的氢气均为(0.1 L1 molL-1)12=0.05 mol,但金属钠很活泼,能与水反应生成氢气,则剩余的钠与水反应生成的氢气的物质的量为(0.3 mol-0.1 mol)12=0.1 mol,所以钠反应生成氢气的总物质的量为0.05 mol+0.1 mol=0.15 mol;同温同压下反应产生的气体体积之比是0.150.050.05=311,C项正确。2.B根据图中反应的剧烈程度来判断,Z反应最剧烈,故题中所示四种金属单质中Z的活动性最强;X比W反应剧烈些,故X的活动性大于W;Y不反应,活动性最弱,则活动
11、性:ZXWY,故选B。3.D在实验室里做钠与水反应的实验,要先用镊子从煤油中夹取一块钠,然后用滤纸吸干钠表面的煤油,放在玻璃片上,再用小刀切取一小块钠,投入盛水的烧杯中。因此,需要用到镊子、小刀、滤纸、烧杯、玻璃片,故D正确。4.B钠的熔点低,钠与水反应放出的热量使钠熔化成闪亮的小球,故A正确;钠的密度比水小,会浮在水面上,故B错误;钠与水反应产生气体,导致钠四处游动,故C正确;钠与水反应剧烈发出嘶嘶声,故D正确。归纳总结钠的性质简单记忆法银白轻低软,传导热和电,遇氧产物变,遇氯生白烟。浮熔游响红,遇水记五点,遇酸酸优先,遇盐水在前。5.C因钠与水反应放热,钠的熔点低,所以看到钠熔成闪亮的小球
12、,故A不符合题意;钠的密度比水小,所以钠浮在水面上,故B不符合题意;钠的硬度大小与Na和水反应的现象无关,故C符合题意;钠的还原性强,与水反应剧烈,故D不符合题意。6.答案(1)ABC(2)碱性物质(3)2Na+2H2O 2NaOH+H2解析(1)由于钠的密度比水小,所以钠会浮在水面上,故A正确;钠的熔点低,钠与水反应放热使钠熔成小球,故B正确;钠与水反应生成氢气,推动钠在水面四处游动并发出嘶嘶声,故C正确。(2)酚酞遇碱变红,图中滴加酚酞试液后,观察到溶液变红,说明有碱性物质生成。(3)钠与水反应生成氢气和氢氧化钠,反应的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2。7.D在高温下,铁与水
13、蒸气发生反应生成四氧化三铁和氢气,该反应是氧化还原反应,铁是还原剂。8.C在高温下,铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。试管b中收集到的气体为H2,可点燃,且产生淡蓝色火焰,A正确;试管a中生成的黑色固体为四氧化三铁,B正确;铁与水在加热条件下不反应,C错误;用盐酸溶解固体生成物得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液,溶液有颜色,D正确。9.C铝粉可与NaOH溶液反应,而铁粉不能,C项正确。10.A2Al+6HCl 2AlCl3+3H2、2Al+2H2O+2NaOH 2NaAlO2+3H2,盐酸、氢氧化钠溶液均足量,则铝完全反应,铝的物质的量相等,根据上述化学方程式可知,产生的氢气的物质的量相等,则生
14、成氢气的体积之比为11。11.答案(1)由0价变为+3价铝(2)1131(3)23解析(2)由2Al+6HCl 2AlCl3+3H2和2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2可知,1 mol铝消耗3 mol HCl,生成32 mol氢气;1 mol铝消耗1 mol NaOH,生成32 mol氢气。(3)5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol HCl(不足量)反应时,生成氢气0.2 mol;5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol NaOH(过量)反应时,生成氢气0.3 mol。能力提升练1.D根据题目信息,Li的密度比水的小,应该浮在水面上,错、对;Li能和水反应
15、产生氢气和LiOH,且反应比较剧烈,故正确;因Li浮在水面上,故水中不会有大量气泡产生,错误。2.C钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠,MgSO4再与NaOH发生反应:Mg2+2OH- Mg(OH)2,故符合题意;中钠与氯化钠溶液中的水反应生成氢气,得不到白色沉淀,故不符合题意;中钠与硫酸钠溶液中的水反应生成氢气,得不到白色沉淀,故不符合题意;中钠与水反应生成氢气,由于水减少,则有Ca(OH)2固体析出,故符合题意;中钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠,CuSO4再与NaOH反应生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,不符合题目要求;中钠与水反应生成氢气,由于水减少,则有NaCl固体析出,故符合题意。3.C苯与
16、水不互溶,苯的密度比水小,所以将MgCl2溶液加入盛有苯的试管中时,液体分层,MgCl2溶液在下层,苯在上层,A错误;Na与MgCl2溶液中的水反应产生NaOH和H2,使钠块上浮,钠块上升进入苯中,当H2脱离体系后,钠块落入MgCl2溶液中,又发生上述过程,因此钠块并不是一直停留在苯层不发生反应,B错误;由于密度:苯NaMg=Al解析(1)分别取W g钠、镁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生H2的体积比为W2312W24W2732=12311219=366992。(2)分别取0.1 mol钠、镁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生H2的体积比是0.050.10.15=123。(3)若产生
17、相同物质的量的H2,假设都产生1 mol H2,则所需钠、镁、铝的质量之比为2231242327=23129。(4)若产生相同体积(同温、同压)的H2,由于相同条件下,气体的体积之比等于物质的量之比,假设都产生1 mol H2,则所需的钠、镁、铝物质的量之比为2123=632。(5)若将0.2 mol钠、镁、铝分别投入10 mL 1 molL-1的盐酸中,盐酸均不足,钠是活泼金属,与盐酸反应完后,继续与水反应,则产生氢气的物质的量大于0.005 mol,镁、铝产生的氢气的物质的量相等,均是0.005 mol,因此在标准状况下,产生H2的体积大小顺序是NaMg=Al。6.答案(1)在水和煤油的交
18、界处,上下跳动,并逐渐变小(2)从右到左逐渐由无色变为红色(3)由黑色变为红色(4)4%解析(1)在U形管内加入少量煤油和几粒钠块,再从U形管高端加入水(含有酚酞)后,由于金属钠的密度大于煤油而小于水,钠在煤油与水的交界处,钠与水接触反应生成氢气,使钠上浮,氢气脱离体系后,钠在重力作用下又下沉到煤油与水的交界处,不断反复,随反应的进行钠逐渐变小。(2)金属钠与水反应生成NaOH和H2,酚酞遇碱变红色,随氢氧根离子扩散,U形管中溶液的颜色从右到左逐渐由无色变为红色,从而证明有氢氧化钠产生。(3)金属钠与水反应产生氢气,氢气与灼热的黑色氧化铜发生反应:CuO+H2 Cu+H2O,固体由黑色变为红色
19、。(4)2.3克金属钠只与1.8克水完全反应,生成4克氢氧化钠和0.1克氢气,溶质为4克氢氧化钠,溶液质量为2.3 g+97.8 g-0.1 g=100 g,以此计算该溶液中溶质的质量分数。7.答案(1)产生水蒸气防暴沸(2)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2H2OFe3O4(3)干燥氢气(4)固体由黑色变为红色(5)Fe3O4解析(1)因为在装置B中铁与水蒸气反应,所以要让装置A产生水蒸气进入B中,故装置A的作用是产生水蒸气。烧瓶底部放碎瓷片的作用是防暴沸。(2)高温条件下,Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,所以装置B中发生反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。在该反应中,Fe的化合价升高,作还原剂,Fe3O4为氧化产物;H2O中的H由+1价降为0价,作氧化剂。(3)D的作用是干燥氢气。(4)CuO为黑色固体,CuO与H2在加热条件下反应生成红色固体Cu,则E中的实验现象是固体由黑色变为红色。(5)该同学对反应后装置B中固体物质的组成提出了假设,由假设1和假设3,可推出假设2:只有Fe3O4。
