1、十三 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应(30分钟 50分)一、选择题(本题包括 2 小题，每小题 8 分，共 16 分)1(2020杭州高一检测)某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面 4 点性质中的()钠的密度比水的小钠的熔点较低钠与水反应时放出热量钠与水反应后溶液呈碱性A BCD【解析】选 D。Na 与水反应时，浮在水面上(密度比水小)，熔化成闪亮的小球(反应放热，钠熔点低)，在水面四处游动(有气体生成)，同时溶液使酚酞变红色(生成碱性物质)，体现了四点性质。2(2020福州高一检测)如图所示的实验中，投入铝片后()A.中产生气泡，中不产生气泡B和中都不产生气泡C
2、和中都产生气泡，中是 H2，中是 O2D和中都产生气泡，且都是 H2【解析】选 D。铝和盐酸、氢氧化钠溶液都能反应，化学方程式分别为 2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，现象相同，由此可知，D 项正确。【加固训练】1(教材二次开发教材习题改编)把一黄豆大金属钠放入盛有下列溶液中的小烧杯中，有关说法正确的是()A放入饱和 KOH 溶液中：有氢气放出，恢复至室温后溶液的 pH 增大B放入稀 CuSO4 溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出C放入 MgCl2 溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成D放入(NH4)2SO4 溶液中：有无色无味气体放出【解析】选
3、 C。A 项错误，饱和 KOH 溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且生成 NaOH，恢复至室温会有部分 KOH 晶体析出，同时生成氢气，由于溶液仍是饱和溶液，故溶液的 pH 不变；B 项错误，钠与水反应生成氢气和 NaOH，NaOH 与 CuSO4 反应会出现蓝色沉淀；C 项正确，钠与水反应生成的 NaOH 与 MgCl2 反应生成 Mg(OH)2 白色沉淀；D 项错误，钠与水反应放热，生成的 NaOH 与 NH4反应生成 NH3H2O，NH3H2O部分分解产生的少量氨气会与氢气同时放出，故放出的气体有刺激性气味。2为了探究铁与水的反应，某同学设计并进行了下列实验，虚线框处用来检验生成的气体。下列
4、说法正确的是()A实验后，装置 B 中生成红棕色固体B虚线框 C 处应该选择装置甲，试管中是灼热的铜丝C虚线框 C 处应该选择装置乙，试管中是灼热的表面覆盖氧化铜的铜丝D实验后，将装置 B 中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有 Fe3【解析】选 C。装置 B 中生成黑色固体，故 A 错误；虚线框 C 处应该选择装置乙，试管中是灼热的表面覆盖氧化铜的铜丝，氢气还原 CuO 可检验，故 B 错误；虚线框C 处应该选择装置乙，可将装置内空气排出后，试管中是灼热的表面覆盖氧化铜的铜丝，观察颜色可检验氢气，故 C 正确；若 Fe 剩余，将装置 B 中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有 Fe2
5、，不一定含 Fe3，故 D 错误。二、非选择题(本题包括 1 小题，共 14 分)3红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题：(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式_。(2)干燥管 C 内盛放的药品是_和_(填化学式)。干燥管的_(填“m”或“n”)端与 g 导管相连接。(3)在 D 处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气？简述实验操作步骤和现象_。(5)若收集到标准状况下的 H2 为 22.4 L，则参加反应的铁粉的质量为_g。(6
6、)当固体质量增加 32 g 时，生成 H2 的质量为_g。【解析】(3)考虑到 H2 的密度比空气的小，因此可采用向下排空气法收集。(4)检验 H2 可采用“爆鸣”实验。(5)由 3Fe4H2O(g)=高温 Fe3O44H2356 g 422.4 L42 g 22.4 L(6)固体质量增加是因为 Fe 生成了 Fe3O4，增加的质量为氧的质量，故氢气的质量为m(H2)3216 2 g4 g。答案：(1)3Fe4H2O(g)=高温 Fe3O44H2(2)NaOH CaO n(3)(4)用拇指堵住试管口，试管口向上，靠近酒精灯火焰，松开拇指，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是 H2(5)42(6)4
7、一、选择题(本题包括 1 小题，共 5 分)4(2020石家庄高一检测)向分别盛有 100 mL 水、100 mL 0.1 molL1 盐酸、100 mL 0.01 molL1NaOH 溶液的 X、Y、Z 三个烧杯中各投入 0.05 mol Na。下列有关说法正确的是()A三个烧杯中均先发生的离子反应为 2Na2H2O=2Na2OHH2B三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且 X 烧杯中的反应最剧烈C三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同D三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同【解析】选 D。钠与盐酸反应时钠先与 H反应，离子方程式表示为 2Na2H=2NaH2，A 错误；三个烧杯中，Y 烧杯中
8、的氢离子浓度最大，反应最剧烈，B 错误；X 烧杯中生成的溶质为 NaOH，Y 烧杯中生成的溶质为 NaCl、NaOH，Z 烧杯中生成 NaOH，且 Z 烧杯中原溶质为 NaOH，故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同，C 错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成 H2 的量相同，D 正确。【加固训练】(2020深圳高一检测)将 11.5 g 钠、9 g 铝、28 g 铁分别投入 200 mL 1 molL1 盐酸中，结果正确的是()A钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多B铝与盐酸反应的速率仅次于钠，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
9、】选 A。反应的剧烈程度由金属的活动性决定，即钠最剧烈，其次是铝，钠、铝、铁的物质的量分别为12 mol、13 mol、12 mol，HCl 物质的量均为 0.2 mol，盐酸对三种金属均不足，所以铝和铁与盐酸反应时生成氢气一样多，均为 0.1 mol，但钠消耗完盐酸后可以与水反应又生成氢气，所以钠产生的气体最多，反应最剧烈。二、非选择题(本题包括 1 小题，共 15 分)5(2020泰州高一检测)如图甲是演示金属钠与水的反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙，请根据要求回答下列问题。(1)写出钠与水反应的离子方程式：_。(2)按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭
10、活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是_(填字母)。A钠块始终保持在 a 处，直至完全消失B钠沉入 U 形管 b 处而后又慢慢浮到 a 处C钠处于煤油和水的交界处上下浮动D随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升E最终钠块在煤油中燃烧起来(3)乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是_。(4)用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度_(填“是”或“否”)。(5)按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体，在相同条件下体积的关系是_(填字母)。用铝箔包住钠 用铜箔包住钠a二者收集气体一样多b收集气
11、体体积较大c收集气体体积较大【解析】(2)因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。(4)液体充满 U 形管，反应过程中只产生氢气，不可能含有氧气，点燃时不会产生爆炸，因而不需要检验氢气的纯度。(5)Na 和 H2O 反应产生 H2 的同时产生 NaOH，NaOH可以和 Al 发生反应 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，故用铝箔包住 Na 时产生的 H2 的体积较大。答案：(1)2Na2H2O=2Na2OHH2(2)CD(3)储存反应过程中排出的水(4)否(5)b