1、金属与非金属的反应(40分钟70分)一、选择题(本题包括9小题,每小题5分,共45分)1.(2019日照高一检测)下列关于金属钠的说法中,不正确的是()A.钠具有银白色金属光泽,密度比水小B.钠的还原性很强,在空中易被氧气氧化而变成过氧化钠C.由于钠的密度比煤油大且不与煤油反应,所以可将少量的钠保存在煤油里D.工业上通过电解熔融的氯化钠制取金属钠【解析】选B。钠的还原性很强,在空气中很容易变质,但常温下在空气中与氧气反应生成氧化钠(不稳定),然后进一步与水、二氧化碳等反应转化成为碳酸钠,在加热时钠被氧化为过氧化钠,所以B项错误。2.下列对于金属的叙述不正确的是()A.在点燃Mg条之前,应先用砂
2、纸打磨,除去表面的氧化膜B.用砂纸打磨的铝条,放在酒精灯上加热至熔化,铝会滴落下来C.铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是Fe3O4D.金属元素在自然界中多以化合态的形式存在,因为它们大多有较强的还原性【解析】选B。加热铝条至熔化,由于铝表面的Al2O3熔点较高,铝不会滴落下来。3.(2019蚌埠高一检测)下列各组物质相互反应时,改变反应条件或反应物的质量比,生成的产物也不会改变的是()A.钠与氧气B.铁与氧气C.碳与氧气D.铝与氧气【解析】选D。钠与氧气可生成Na2O,加热时生成Na2O2 ;铁在常温环境下与空气中的氧气生成三氧化二铁,若在纯氧中燃烧会生成四氧化三铁;碳与氧气的反应有两种情
3、况:C+O2CO2(碳完全燃烧),2C+O22CO(碳不完全燃烧)。4.收藏家收藏了一件铝制佛像,该佛像至今仍保存完好。该佛像仍未锈蚀的主要原因是()A.铝不易发生化学反应B.铝的氧化物容易发生还原反应C.铝不活泼D.铝易被氧化,但氧化铝具有保护内部铝的作用【解析】选D。铝是一种活泼的金属,易与空气中的氧气反应,在铝制品表面形成一层致密的氧化铝薄膜,可保护内部的铝不被腐蚀。5.下列现象或性质能体现钠的物理性质的是()钠燃烧时发出黄色的火焰钠燃烧时生成过氧化钠熔点低密度比水小热和电的良导体钠有很强的还原性A.B.C.D.【解析】选D。A项,体现的是钠的化学性质,错误;B项,体现的也是钠的化学性质
4、,错误;C项,体现的是物理性质,未选,错误;D项,全部属于物理性质,未遗漏,正确。6.下列关于金属铝的叙述中,不正确的是()A.Al是地壳中含量最多的元素B.Al是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现还原性C.Al箔在空气中受热可以熔化,但是不能剧烈燃烧D.Al箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的Al并不滴落【解析】选A。Al是地壳中含量最多的金属元素,A不正确。7.下列叙述中正确的是()A.含金属元素的离子,不一定都是阳离子B.在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂C.某元素从化合态变为游离态时,该元素一定被还原D.金属阳离子被还原一定得到金属单质【解析】选A。含金属
5、元素的离子,可能为阳离子,如Na+、Fe2+等,也可能为阴离子,如Mn等,A正确;在氧化还原反应中,非金属单质可能作氧化剂,也可能作还原剂,如2H2+O22H2O中,H2为还原剂,O2为氧化剂,B错误;元素从化合态变为游离态时,该元素若由正价降低为0价则被还原,如Cu2+Cu,若由负价升高为0价则被氧化,如I-I2,C错;金属阳离子被还原时可能得到其较低价态阳离子,如Fe3+Fe2+,D错。【易错提醒】本题易误认为金属阳离子被还原一定得到金属单质,若该金属无变价,则其阳离子被还原时可得到金属单质;若该金属元素有变价,且处于最高价态,被还原时可能生成较低价态而得不到金属单质。8.下列关于金属的说
6、法中不正确的是()A.钠常温下能与氧气反应B.常温下,与氧气反应的金属均可形成致密的氧化膜,阻止金属继续被氧化C.根据金属与氧气反应的难易程度可以初步比较一些金属的活动性D.金属活动性顺序中,排在氢之前的金属与盐酸都能发生置换反应【解析】选B。钠常温下能与氧气反应生成氧化钠,A项正确;像铁这类金属形成的氧化膜疏松,无法阻止金属的继续氧化,B项错误;能够与氧气反应的金属,反应越容易进行,表示金属的活动性越强,C项正确;活泼金属均能与盐酸发生置换反应产生H2,D项正确。【互动探究】(1)金属与氧气反应时都表现还原性,金属离子在反应中只表现氧化性吗?提示:不一定,如Fe2+既具有氧化性,又具有还原性
7、,在不同的反应中,Fe2+可以表现氧化性或还原性。(2)对于物质的量相同的两种金属,是否越活泼,与盐酸反应生成的氢气越多?提示:不一定。生成氢气的多少与活泼性无必然联系,如Mg比Al活泼,但MgH2,而AlH2。9.下列金属用途和有关性质的对应关系错误的是()金属用途金属的有关性质A金可以制成比纸还薄的金箔延展性B生活用铁锅导热性C用铁回收照相定影废液中的银氧化性D用铜制作印刷电路导电性【解析】选C。金可制成比纸还薄的金箔是金属的延展性,A正确;金属的导热性用铁、铝等做铁锅,B正确;用铁回收照相定影废液中的银利用了铁的还原性,而不是氧化性,C错误;根据铜的导电性用铜制作印刷电路,D正确。二、非
8、选择题(本题包括2小题,共25分)10.(12分)A、B、C是中学化学中常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应条件及产物略去):(1)若A是一种金属,C是淡黄色固体,则B的化学式为_,AC反应的化学方程式为_。(2)若A是一种非金属,其常见单质为黑色固体,C是最主要的温室气体,则C的分子式为_,BC反应的化学方程式为_。A和C是否可以发生反应_(填“能”或“不能”),若能,反应的化学方程式为_(若不能,此空不填)。【解析】(1)根据C是淡黄色固体,C为Na2O2,则B为Na2O,A为Na,AC的反应为2Na+O2Na2O2。(2)C是主要的温室气体,则C为CO2,A为碳,B为
9、CO,BC的反应为2CO+O22CO2,A和C可以反应生成B,化学方程式为C+CO22CO。答案:(1)Na2O2Na+O2Na2O2(2)CO22CO+O22CO2能C+CO22CO11.(13分)某化学实验小组拟用如图装置进行钠与氧气反应的实验。(1)将一小块钠放在石棉网上加热,能观察到的实验现象有_,写出发生反应的化学方程式:_。(2)上述实验中还观察到有黑色固体物质生成,其原因可能为2Na+CO2C+Na2O2或4Na+3CO2C+2Na2CO3,这两个化学方程式的反应类型既属于基本反应类型中的_反应,也属于_(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。【解析】(1)钠受热时燃烧,发出黄色
10、火焰,产生淡黄色粉末过氧化钠,发生的反应是2Na+O2Na2O2。(2)根据反应的特点可知,给出的两个反应都是置换反应,也是氧化还原反应。答案:(1)钠受热熔化,然后剧烈燃烧,发出黄色火焰,石棉网上有淡黄色粉末生成2Na+O2Na2O2(2)置换氧化还原【补偿训练】把铝箔放在盐酸中除去表面的氧化膜,所发生反应的化学方程式为_,把除去氧化膜的铝箔迅速放到酒精灯火焰上加热,看到的现象是_,原因是_,所发生的反应是_。【解析】铝箔表面的氧化膜为Al2O3,它可以和酸反应生成盐和水;把除去氧化膜的铝箔迅速放到酒精灯火焰上加热时,其表面已生成致密的氧化膜,它阻碍了氧气和铝的进一步反应,并且它的熔点很高,
11、难以熔化。答案:Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O铝箔形成液滴却不滴落生成的Al2O3薄膜的熔点高于Al的熔点,它阻止了Al和O2的进一步反应,且使内层熔化的Al无法滴落4Al+3O22Al2O3(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)1.若m g Na在足量氯气中燃烧,生成固体的质量为(m+3.55) g,则m g Na与氧气反应,生成固体的质量为()(m+0.8) g(m+1.0) g(m+1.2) g(m+1.6) g(m+1.4) gA.仅B.仅C.仅D.【解析】选D。 由题可知,Na的质量为2.3 g,与O2反应可能生成(m+0.8) g Na2O
12、,也可能生成(m+1.6) g Na2O2,也可能既生成Na2O,又生成Na2O2,质量在两者之间。2.已知用金属钠生成氧化钠可有多种方法:4Na+O22Na2O4Na+CO22Na2O+C2NaNO2(亚硝酸钠)+6Na4Na2O+N2,下列说法错误的是()A.三个反应都属于氧化还原反应B.方法产物中可能混有过氧化钠C.方法中固体产物中的碳可在空气中灼烧除去D.方法中副产物氮气可以保护Na2O不易被氧化【解析】选C。反应是有单质参加的化合反应,反应、是置换反应,都是氧化还原反应,A正确;氧化钠易被氧化为过氧化钠,则方法中可能混有Na2O2,B正确;方法中固体产物中的碳在空气中灼烧,则氧化钠会
13、转化成过氧化钠,C错误;方法中副产物氮气隔绝氧气,可以保护Na2O不易被氧化,D正确。【补偿训练】某化学兴趣小组的同学,在学习了钠的性质后,用小刀切割了一小块钠,然后放入盛有空气的集气瓶中,充分燃烧后发现瓶壁上有黑色固体附着,下面是该兴趣小组的几点推测,你认为不合理的是()A.黑色固体是碳B.钠在燃烧时只发生了一个反应C.钠在金属活动性顺序中排在镁前面,所以钠能与二氧化碳反应(已知:2Mg+CO22MgO+C)D.钠保存在煤油中,可能滤纸没有完全吸干煤油,煤油不完全燃烧产生碳【解析】选B。该题首先要从钠的保存、空气的组成等多方面分析黑色固体的来源,钠及其化合物没有黑色的,所以黑色物质所含元素只
14、能来自煤油或空气,所以只有选项B不合理。二、非选择题(本题包括2小题,共18分)3.(8分)镁、铝、铁在日常生活中有较为广泛的用途。(1)镁在空气中燃烧时,发出耀眼的白光,故可用来制造镁闪光灯,该反应的化学方程式为_。(2)铁丝在氧气中燃烧时所发生反应的化学方程式为_,铁丝在空气中生锈是因为铁跟_发生了反应。(3)铝箔餐盒及铝箔托盘适用于航空食品包装和蛋糕烘焙。铝箔耐腐蚀的原因为_(用化学方程式解释)。【解析】(1)镁在空气中燃烧的化学方程式为2Mg+O22MgO。(2)铁丝在氧气中剧烈燃烧,生成Fe3O4,铁丝在空气中生锈是因为铁跟氧气、水发生了反应。(3)铝箔耐腐蚀是因为铝与空气中的氧气发
15、生反应4Al+3O22Al2O3,在铝表面生成致密的氧化膜,从而保护了内部金属。答案:(1)2Mg+O22MgO(2)3Fe+2O2Fe3O4氧气、水(3)4Al+3O22Al2O3【补偿训练】现有银、铜、铁三种金属,某研究小组的同学为探究银、铜、铁的金属活动性顺序,设计了三个实验:.将铁片浸入稀硫酸中;.将银片浸入稀硫酸中;.将铁片浸入硫酸铜溶液中。(1)实验的现象是有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色。反应的化学方程式为_;反应产生的气体可用_的方法检验。(2)上述三个实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序,请你补充一个实验以达到实验目的:(写出实验操作和现象)_。根据以上探究,三种金属的
16、活动性由强到弱的顺序是_。(3)将银、铜、铁中的两种金属分别放入_溶液中,即可验证这三种金属的活动性强弱。(4)将铜片加热,铜片表面会变黑。同学们设计了如下实验证明此黑色物质是氧化铜。实验操作实验现象剪下一片变黑的铜片,放入试管中,加入足量的_溶液铜片表面的黑色物质全部消失,露出红色的铜,溶液变为_色【解析】(1)实验中是铁与稀硫酸反应,产生硫酸亚铁和氢气,检验氢气可以用点燃法。(2)上述三个实验只证明铁比铜活泼,活动性顺序表中银排在氢后,还不能证明银和铜的活动性顺序,为证明铜比银活泼,可将铜片浸入硝酸银溶液中,过一会取出,铜片表面有银白色物质析出。(3)将银、铜、铁中的铁和银分别放入可溶性铜
17、盐溶液中,铁片上有红色物质析出,而银片上无红色物质析出,即可验证这三种金属的活动性强弱。(4)证明此黑色物质是氧化铜,可以利用氧化铜溶于稀硫酸得到蓝色溶液。答案:(1)Fe+H2SO4FeSO4+H2点燃(2)将铜片浸入硝酸银溶液中,过一会取出,铜片表面有银白色物质析出(合理即可) FeCuAg(3)CuCl2或CuSO4、Cu(NO3)2等(4)稀硫酸(或稀盐酸) 蓝4.(10分)(1)如图1所示,在平底烧瓶的底部有一块钠,平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到_,发生反应的化学方程式为_。(2)某班同学用如图2所示装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管,点燃钠,伸入瓶中并塞上
18、瓶塞。待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。上述实验过程中发生反应的化学方程式为_。实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的。下列对这两种现象解释合理的是_(填序号)。a.甲同学可能使用钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完b.甲同学可能未塞紧瓶塞,钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内c.乙同学可能没夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出d.乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出【解析】(1)钠与空气中的氧气反应生成Na2O,使钠表面变暗,同时烧瓶内压强降低,气球会膨胀。(2)a项,若钠的量不足,则氧气消耗不完,造成进水量少于容器内空气体积的,结果偏低,合理;b项,若瓶塞未塞紧,钠熄灭冷却,瓶内气体收缩,外面的空气会进入瓶内,使气体得到补充,造成结果偏低,合理;c项,若弹簧夹未夹紧,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,使部分气体从导管口逸出,造成结果偏高,合理;d项,若插入燃烧匙太慢,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,在塞紧瓶塞前,瓶内部分气体从瓶口逸出,造成结果偏高,合理。答案:(1)钠表面变暗,气球膨胀4Na+O22Na2O(2)2Na+O2Na2O2abcd
