1、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下列关于金属性质的叙述正确的是(B)A所有的金属常温下都呈固态B金属单质在化学反应中往往体现出还原性C金属都能在空气中形成致密的保护膜D金属元素在自然界中都是以化合态形式存在的解析：不是所有的金属常温下都呈固态，如汞呈液态，A错误；一般金属元素原子最外层电子数小于4，在化学反应中往往容易失去电子，体现出还原性，B正确；铁在空气中形成疏松的氧化膜，C错误；金元素在自然界中以游离态形式存在，D错误。2将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生，又有沉淀产生的是(C)MgSO4溶液NaHCO3溶液Na2S
2、O4溶液饱和澄清石灰水Ca(HCO3)2溶液FeCl3溶液NH4Cl溶液ABCD全部解析：题给几种物质中金属钠均先与水发生反应：2Na2H2O=2NaOHH2，中Mg22OH=Mg(OH)2；中NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O，生成的Na2CO3溶解度大于NaHCO3，故不会产生沉淀；中Na2SO4与NaOH不反应，没有沉淀生成；中反应消耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；中Ca2HCOOH=CaCO3H2O；中Fe33OH=Fe(OH)3；中只产生气体，没有沉淀生成。3下列关于金属钠的说法中，正确的是(D)A钠的还原性很强，在空气中易变质，最后变为
3、过氧化钠B钠在工业上用于制氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠等化合物C钠与硫酸铜溶液反应会置换出铜D钠与水反应时，可能会发生剧烈爆炸解析：钠在空气中与氧气反应生成氧化钠，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，经一系列变化最终生成稳定的碳酸钠，不是过氧化钠，A错误；Na的性质活泼，一般在自然界不存在单质钠，工业上一般用化合态的钠冶炼单质钠，把化合态的钠提取成单质钠再去制化合态的钠，成本太高，B错误；钠与硫酸铜溶液反应会生成氢氧化铜、氢气和硫酸钠，不会置换出铜，C错误；钠的还原性强，与水反应时剧烈，甚至可能发生爆炸，D正确。4下列对于金属的叙述不正确的是(B)A在点燃Mg、Al之前，应先用砂纸将其打磨，除去表面的氧化
4、膜B将用砂纸打磨过的铝条放在酒精灯上加热至熔化，铝会滴落下来C铁在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热D金属元素在自然界中多以化合态的形式存在解析：加热铝条至熔化，由于在加热过程中铝条表面形成的Al2O3熔点较高，铝不会滴落下来，B项错误。5将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 molL1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则x值为(B)A1.12B2.24C4.48D无法确定解析：Na既能与酸反应又能与水反应，钠一定没有剩余；等物质的量的金属Na、Mg、Al完全反应放出氢气的体积比为123，根据图像可
5、知Na、Mg、Al分别与100 mL 2 molL1的盐酸反应放出的氢气一样多，所以Mg、Al都有剩余，盐酸完全反应，放出氢气的体积为0.1 L2 molL122.4 Lmol12.24 L。6若m g Na在足量氯气中燃烧，生成固体的质量为(m3.55) g，则m g Na与氧气反应，生成固体的质量可能为(D)(m0.8) g(m1.0) g(m1.2) g(m1.6) g(m1.4) gABCD解析：由题可知，Na的质量为2.3 g，物质的量为0.1 mol，与O2反应可能生成(m0.8) g Na2O，也可能生成(m1.6) g Na2O2，也可以既生成Na2O又生成Na2O2，质量在两
6、者之间。7将11.5 g钠、9 g铝、28 g铁分别投入200 mL 1 molL1的盐酸中，下列分析结果正确的是(A)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：金属越活泼，和酸反应越剧烈，金属活动性强弱顺序是NaAlFe,2Na2HCl=2NaClH2，11.5 g金属钠消耗盐酸的物质的量n(HCl) mol0.5 mol0.2 mol，因此金属钠过量，但金属钠能和水反应生成氢气，因此钠反应生成氢气的物质的量为0.25 mol，同理，根据2Al6HCl=2AlCl33H2、Fe2HCl=F
7、eCl2H2知，铝、铁与盐酸反应时，均是盐酸不足，故二者产生氢气的量相等，产生氢气的物质的量为0.1 mol，故A项正确。8a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：(1)a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体；(2)b与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d；(3)c与强碱溶液反应放出气体，e的一种氧化物具有磁性。由此判断a、b、c、d、e依次为(B)AFe、Cu、Al、Ag、MgBMg、Cu、Al、Ag、FeCAl、Cu、Mg、Ag、FeDMg、Ag、Al、Cu、Fe解析：c与强碱溶液反应放出气体，则c为Al，e的一种氧化物具有磁性，则e为Fe，a、c均能与稀硫酸反
8、应放出气体，则a为Mg，b与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d，则b为Cu，d为Ag，选B。9将一小块钠投入盛有5 mL饱和石灰水的试管中，不可能观察到的现象是(C)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。10铁与水蒸气反应的实验装置如图，下列说法正确的是(B)A实验时，试管口应高于试管底B加热时试管内生成黑色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声C反应的化学方程式为2
9、Fe3H2O(g)Fe2O33H2D试管中发生化合反应11向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 molL1盐酸、100 mL 0.01 molL1 NaOH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(D)A三个烧杯中均只发生离子反应：2Na2H2O=2Na2OHH2B三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中反应最剧烈C三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同D三个烧杯反应完后，生成的气体的质量一定相同解析：钠与盐酸反应时先与HCl反应且反应最剧烈，HCl反应完后，钠再与H2O反应，故Y烧杯中离子方程式为2Na2H=2NaH2、2Na2H2O=2Na2
10、OHH2，A、B错误；反应结束后，X烧杯中的溶质为NaOH，Y烧杯中的溶质为NaCl和NaOH，Z烧杯中的溶质为NaOH，且三个烧杯中溶液的体积相等，由于Z烧杯中原溶质为NaOH，故Z烧杯中溶质的物质的量浓度最大，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，故生成H2的量相同，D正确。12.某同学将某种金属分别与等体积的甲、乙两种溶液反应，所加金属的质量与相同条件下产生气体的体积关系如图所示，下列推论可能正确的是(C)A金属是镁，甲溶液为0.2 molL1盐酸，乙溶液为0.1 molL1盐酸B金属是铁，甲溶液为0.1 molL1硫酸溶液，乙溶液为0.1 molL1盐酸C金属是铝，甲
11、溶液为0.1 molL1盐酸，乙溶液为0.1 molL1氢氧化钠溶液D金属是铝，甲溶液为0.1 molL1氢氧化钠溶液，乙溶液为0.1 molL1盐酸解析：若金属是镁，甲溶液中氢离子浓度大，镁与相同体积的两种溶液反应，甲溶液中反应速率快，最终生成氢气较多，A错误；0.1 molL1的硫酸溶液中c(H)0.2 molL1，若金属是铁，甲溶液中H浓度大，生成氢气多，B错误；铝分别与等浓度等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，盐酸中2HH2，氢氧化钠溶液中20H3H2，故与氢氧化钠溶液反应生成氢气的量多，符合图像变化，C正确、D错误。二、非选择题(共52分)13(10分)现用金属钠和空气制备纯度较高的Na
12、2O2，可利用的装置如图所示。回答下列问题已知Na2O2易与空气中CO2、H2O(g)反应：(1)装置中盛放的药品是氢氧化钠溶液，其作用是吸收导入空气中的二氧化碳。(2)若规定气体的气流方向从左到右，则组合实验装置时各件仪器的正确连接顺序为(按从左到右顺序写明仪器的编号、)、，各仪器接口的标号字母(a、b)顺序是空气进入h，g接f，e接a，b接c。(3)装置的作用是防止空气中的水分和二氧化碳进入装置。(4)操作中通空气和加热的顺序为先通一段时间的空气，再加热装置。解析：用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，要避免生成的Na2O2与空气中的水分和二氧化碳发生反应，在制取过程中要除去这两种杂质，
13、且要防止外界空气中的水分和二氧化碳倒吸进入装置。14(10分)在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用如图所示的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6 mol/L盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。填写下列空白：(1)实验进行时试管A中应加入的试剂是普通铁粉(或铁粉)；烧瓶B的作用是作为水蒸气发生器(或用来产生水蒸气)；烧瓶C的作用是防止水倒吸(或用作安全
14、瓶)；在试管D中收集得到的是氢气。(2)实验时U形管G中应加入的试剂是碱石灰(或CaO等碱性干燥剂)；长颈漏斗H中应加入6_mol/L盐酸。(3)两套装置中，在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母)ABE。(4)试管E中发生反应的化学方程式是Fe3O44H23Fe4H2O。(5)为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须检验氢气的纯度；E管中的反应开始后，在F出口处应点燃氢气。解析：从左图看，用排水法收集的气体应是难溶性气体，可推知是H2，所以左图B是水蒸气发生器，A中发生反应3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。C是安全瓶，防止停止加热时，水槽中的水倒吸入A中使A试管炸裂。右图是H
15、2和铁的氧化物反应制取“引火铁”的装置，右图是H2发生器，用锌粒和6 mol/L盐酸反应。在E试管加热之前必须检验H2的纯度，若H2中混有空气，当达到爆炸极限时，则会发生爆炸。检验H2纯度时，用试管在F口处收集H2，再进行检验。制得的H2必须干燥，否则还原出来的铁又会跟水蒸气反应，生成铁的氧化物。因此在H2发生装置与还原铁的氧化物之间加一个干燥装置“U形管”，U形管内可盛碱石灰、氧化钙等碱性固体干燥剂，它既可干燥H2，又可除去混在H2中的氯化氢气体。纯净的H2在E管内还原Fe3O4，未参加反应的H2从F口排出，并将它点燃。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
16、证：钠的物理性质；钠与水反应的产物是什么？(1)当进行适当操作时，还需用的仪器有小试管。(2)操作方法是将大头针向上抽，使钠块掉入水中，在玻璃管口处用小试管收集气体。(3)实验现象是金属钠熔成小球，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)本实验能证明的钠的物理性质有熔点低，密度比水小，能证明钠与水反应生成的产物有氢氧化钠、氢气。(5)该反应的离子反应方程式为2Na2H2O=2Na2OHH2。16(11分)根据你对金属钠性质的了解，回答下列问题：(1)关于钠的叙述中，正确的是B。A钠是银白色金属，硬度很大B将金属钠放在石棉网上，用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧
17、，产生黄色火焰，生成过氧化钠C金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠D金属钠的熔点很高(2)将一小块钠投入下列溶液中，既能产生气体又会出现白色沉淀的是D。A稀硫酸B硫酸铜溶液C氢氧化钠稀溶液D氯化镁溶液(3)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小块钠，再从U形管高端加入水(含有酚酞)，赶出空气，一会儿后加热铜丝。金属钠的变化：与水剧烈反应，在水和煤油的交界处上下浮动并逐渐变小。U形管中溶液的颜色变化：从右到左，逐渐由无色变为红色，说明有NaOH生成。铜丝的变化：由黑色变为红色，说明钠和水反应有H2生成。若a g钠与b mL水完全反应，则所
18、得溶液中溶质的质量分数是100%。解析：(1)A项中有关钠的硬度的描述不正确；C项中钠在空气中燃烧的产物为过氧化钠；D项中金属钠的熔点低。只有B项正确。(2)A项，Na与稀硫酸反应生成H2，无沉淀生成；B项，Na与H2O反应生成的NaOH能继续与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀；C项，Na只与水反应产生H2；D项，Na与H2O反应生成的NaOH能继续与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀。(3)由于钠的熔点低且密度小于水、大于煤油，故钠位于水和煤油的交界处，与水发生反应：2Na2H2O=2NaOHH2，生成的H2与CuO发生反应：H2CuOCuH2O。钠与水反应得到NaOH溶液，则
19、：2Na2H2O= 2NaOHH2223240 2a g g g则(NaOH)100%100%17(11分)现有镁铝合金共3.9 g，与500 mL 2 molL1盐酸(足量)反应，生成的气体在标准状况下体积为4.48 L，若反应后所得溶液的体积仍为500 mL，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。答案：(1)0.1 mol。(2)30.8%。(3)2 molL1。解析：(1)4.48 L H2的物质的量为0.2 mol。设金属中Mg的物质的量为x，Al的物质的量为y。Mg2HCl=MgCl2H2x x2Al6HCl=2AlCl33H2y 1.5y由题意得x0.05 mol，y0.1 mol。(2)3.9 g镁铝合金中Mg的质量为005 mol24 gmol11.2 g，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)2 molL1。