1、课时训练 14 铝与氢氧化钠水溶液的反应一、铝和氢氧化钠溶液的反应1.相同质量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生气体的体积比是(相同条件下)( )A.1 1 B.2 3 C.3 2 D.1 2解析: 由化学方程式:2Al+6HCl 2AlCl3+3H2、2Al+ 2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2可知铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应都有如下关系:2Al3H 2,所以质量相同的铝完全反应生成的氢气是等量的。因此选 A。答案: A2.除去镁粉中的少量铝粉,可选用的溶液是( )A.盐酸 B.硫酸C.氯化钠溶液 D.氢氧化钾溶液解析: 除杂的基本原则:能把杂质除去,同时不能把所
2、需物质除去 ,因此要考虑杂质与所需物质性质间的差别,包括物理性质(如溶解性) 和化学性质(如常见金属中铝可以与强碱反应)。Mg和 Al 都是活泼金属,都能与酸反应,A、B 项不符合;氯化钠溶液与 Mg 和 Al 都不反应,不能选用,C 项不符合;氢氧化钾溶液只溶解 Al 不溶解 Mg,D 项符合要求。答案: D3.某无色溶液能与铝反应生成氢气,则溶液中可能大量共存的离子组是( )A.H+、Ba 2+、Mg 2+、Cl -B.Cl-、C、Cu 2+、Mg 2+C.N、S、K +、H +D.N、HC、Ba 2+、Cl -解析: 无色溶液能与铝反应生成氢气 ,说明该溶液中含有大量的 H+或 OH-。
3、A 项中离子可能大量共存;B 项中 Cu2+显蓝色,且 C 与 H+,Mg2+、Cu 2+与 OH-均不能大量共存; C 项中,H +、N组成 HNO3,与 Al 反应不生成 H2;D 项中,HC 既可以与 H+反应,又可以与 OH-反应。答案: A4.用铝箔包起 0.1 mol 金属钠,用针扎出些小孔,放入水中,完全反应,用排水集气法收集产生的气体,则收集到的气体为(标准状况下 )( )A.O2 和 H2 的混合气体B.1.12 L H2C.大于 1.12 L H2D.小于 1.12 L H2解析: 0.1 mol Na 与 H2O 反应能生成( 标准状况下)1.12 L H2,生成的 Na
4、OH 会继续与铝箔反应放出 H2。答案: C5.往一铝制的易拉罐内充满 CO2,然后往罐内注入足量的 NaOH 溶液,立即用胶布封罐口。经过一段时间后,罐壁内凹而瘪。再过一段时间后,瘪了的罐壁重新鼓起来(假设易拉罐不会被腐蚀烂)。解释下述变化的实验现象 ,写出有关反应的化学方程式。(1)罐壁内凹而瘪的原因是 ,反应的化学方程式是 。 (2)罐再鼓起的原因是 , 反应的化学方程式是 。 (3)如换成铁制易拉罐,现象如何?解析: 该题涉及一个很有趣的化学实验 ,考查的是 CO2 与 NaOH 溶液的反应及 Al 与 NaOH 溶液的反应。易拉罐之所以瘪和鼓是因为罐内气压与大气压存在压力差。答案:
5、(1)NaOH 吸收了 CO2 气体 ,使罐内气压小于罐外气压 ,所以罐壁内凹而瘪 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O(2)过量 NaOH 和 Al 反应产生 H2,使罐内气压增大,所以罐再次鼓起 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2(3)如换成铁制易拉罐,因铁与 NaOH 溶液不能反应,所以只能出现罐壁内凹而瘪,而不会重新鼓起。二、物质的量在化学计算中的应用6.物质在发生化学反应时( )A.它们的质量一定相等B.它们的物质的量一定相等C.它们的质量之比等于化学方程式中化学计量数之比D.它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比解析: 化学方程式中各物质的化学计量数之
6、比等于其物质的量之比。答案: D7.若 1.8 g 某金属与足量盐酸充分反应,放出 2.24 L(标准状况)H 2,则该金属是( )A.Al B.MgC.Fe D.Zn解析: 要判断是哪种金属,求出它们的相对原子质量即可。求相对原子质量可以利用化学方程式计算,但还必须先设出该金属与盐酸反应后表现出的化合价。设金属的相对原子质量为 M(R),与盐酸反应后表现出的化合价为 x,则有化学方程式:2R + 2xHCl 2RClx + xH22M(R) g 22.4x L1.8 g 2.24 L可得,所以 M(R)=9x讨论:若 x=1,则 M(R)=9,不合题意;若 x=2,则 M(R)=18,不合题
7、意;若 x=3,则 M(R)=27,符合题意,金属为 Al。答案: A8.“电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷数与所有阴离子所带的负电荷数相等,故显电中性,常称电荷守恒”。某盐的溶液中含有 Na+、Mg 2+、S、Cl -四种离子,若 Na+为 0.2 mol,Mg2+为 0.4 mol,Cl-为 0.4 mol,则 S 的物质的量为( )A.0.1 mol B.0.3 molC.0.5 mol D.0.15 mol解析: 在该溶液中共有四种离子 ,阳离子两种: Na+和 Mg2+;阴离子两种:Cl -和 S。依据电荷守恒定律可知:n(Na +)1+n(Mg2+)2=n(Cl-)1+n(S)2
8、,代入数据得 0.2 mol1+0.4 mol2=0.4 mol1+n(S)2,解得 n(S)=0.3 mol。答案: B9.取 18.4 g 铝锌合金溶于足量稀硫酸中,完全反应后收集到氢气 11.2 L(标准状况下), 试计算由铝和锌与酸分别反应产生的氢气的体积比为 。 解析: 设 18.4 g 铝锌合金中含铝的物质的量为 x,含锌的物质的量为 y,则由2Al3H2,ZnH2x x y y得解之,得则铝、锌与酸分别反应产生氢气的体积比为 xy=3 2。答案: 3 210.把一铁棒插入 CuSO4 溶液后,过一段时间取出晾干,铁棒质量增加了 4 g,问参加反应的铁的质量是多少?答案:解:Fe+
9、CuSO 4 FeSO4+Cu m56 64 64-56=8m(Fe) 4 g56 8=m(Fe) 4 gm(Fe)=28 g答:参加反应的铁的质量为 28 g。(建议用时:30 分钟)1.在自然界中主要以游离态形式存在的金属是( )A.铁 B.金C.钠 D.铝解析: 以游离态形式存在,则金属活动性弱 ,不易被氧化。答案: B2.对于铝和烧碱溶液的反应,下列说法不正确的是 ( )A.铝是还原剂B.H2O 是氧化剂C.NaOH 和 H2O 是氧化剂D.偏铝酸钠是氧化产物解析: 把握反应实质,是铝与水反应 ,铝失电子,是还原剂,水得电子,是氧化剂。答案: C3.下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合
10、理的是 ( )A.盛放食醋B.烧煮开水C.用金属丝擦洗表面的污垢D.用碱水洗涤解析: A 中食醋中含有醋酸呈酸性,能与铝发生反应而腐蚀铝;C 中用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层,使铝裸露在外继续被腐蚀;D 中用碱水洗涤也同样不行,因为铝能与碱发生反应而被腐蚀。答案: B4.钠与铝的混合物 m g 投入到 n g 水中,待反应停止后剩余固体 a g。则过滤后所得滤液中的溶质是( )A.NaOH B.NaOH 和 NaAlO2C.NaAlO2 D.无法判断解析: 钠铝混合物投入到水中首先是钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠溶液和铝反应生成偏铝酸钠和氢气,反应停止后剩余 a g 固体
11、为铝,故溶液中的溶质只有偏铝酸钠。答案: C5.两份铝屑,第一份与足量盐酸反应,第二份与足量氢氧化钠溶液反应,产生的氢气的体积比为1 2(同温同压下),则第一份与第二份铝屑的质量比为( )A.1 3 B.1 2C.1 1 D.2 1解析: 铝屑与盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式分别为2Al+6HCl 2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2。两个化学方程式中铝与氢气的物质的量之比皆为 2 3,题目中说二者产生氢气的体积比为 1 2,故两份铝屑的物质的量之比为 1 2,二者质量之比亦为 1 2。答案: B6.下列反应的离子方程式书写正确的是( )A.氢氧化钠溶液和
12、稀硫酸反应: H+OH- H2OB.氯化镁溶液中加入澄清石灰水:Mg2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+Ca2+C.碳酸钙中加入过量盐酸:C+2H + CO2+H2OD.钠和水反应:Na+H 2O Na+OH-+H2解析: B 项,澄清石灰水应拆成离子形式,正确的离子方程式为 Mg2+2OH- Mg(OH)2;C 项,碳酸钙应写化学式,正确的离子方程式为 CaCO3+2H+ Ca2+H2O+CO2;D 项,原子不守恒,正确的离子方程式为 2Na+2H2O 2Na+2OH-+H2。答案: A7.将镁和铝的混合物 a g 投入到足量的氢氧化钠溶液中,充分反应后将残余固体洗净,然后使残余固体在足量的
13、纯氧中加热,最终得到 a g 固体,则镁铝混合物中铝的质量分数为( )A.40% B.47%C.53% D.60%解析: a g 镁铝混合物投入到 NaOH 溶液中,Al 与 NaOH 反应,剩余固体为镁,在纯氧中加热后所得 a g 固体为 MgO。可知原混合物中铝的质量与最后 MgO 中氧元素的质量相等,故铝在混合物中的质量分数等于 MgO 中氧的质量分数:100%=40%。答案: A8.两种金属混合物粉末 15 g,标准状况下与足量的盐酸反应时生成 11.2 L 氢气,符合上述情况的金属混合物是( )A.Mg、Fe B.Zn、AgC.Fe、Zn D.Mg、Al解析: 11.2 L H2 在
14、标准状况下的质量是 1 g,与足量盐酸反应生成 1 g H2,分别需要上述各金属:Mg12 g,Ag 不反应可视为无穷大 ,Al9 g,Fe28 g,两种金属混合物的质量为 15 g,A 项符合题意。答案: A9.Mg、Al 组成的混合物与足量盐酸反应,在标准状况下产生氢气 4.48 L。下列推断中不正确的是( )A.参加反应的 Mg、Al 共 0.2 molB.参加反应的 HCl 为 0.4 molC.Mg、Al 在反应中共失去 0.4 mol 电子D.若与足量的稀硫酸反应能产生 0.2 mol H2解析: 反应的实质为 Mg+2H+ Mg2+H2,2Al+6H+ 2Al3+3H2,n(H2
15、)=0.2 mol,则参加反应的 n(H+)=0.4 mol;若换成稀硫酸 ,同样产生 0.2 mol H2;依据得失电子守恒,由 2H+ H2得电子总数为 0.2 mol2=0.4 mol,故 C 正确;0.2 mol Mg 提供 0.4 mol 电子,0.2 mol Al 则提供0.6 mol 电子,0.2 mol Mg、Al 混合物提供的总电子数大于 0.4 mol、小于 0.6 mol,A 不正确。答案: A10.甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 molL-1 的盐酸和 NaOH 溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成气体的体积比为甲 乙=1 2,则加入铝粉的质
16、量为( )A.5.4 g B.3.6 gC.2.7 g D.1.8 g解析: 首先要分析清楚气体体积比为 1 2 时两烧杯中的过量情况。我们可以从等质量的铝粉反应可能存在的三种情况出发进行分析。铝全部反应,则产生的 H2 的体积相等;铝均有剩余,2HClH 2,2NaOH3H2,其生成 H2 的体积比为甲 乙= 1 3,因此本题应是第三种情况;HCl 不足,NaOH 过量,由 2HClH2,甲中产生的 H2 为=0.15 mol,乙中产生的 H2 为 0.15 mol2=0.3 mol,n(Al)=0.3 mol=0.2 mol,m(Al)=5.4 g。答案: A11.(1)分别取 W g 钠
17、、铁、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、铁、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气,反应所需钠、铁、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、铁、铝三种金属的物质的量之比是 。 (5)分别取金属钠、铁、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 。 解析: (1)W g 钠、铁、铝的物质的量分别为 mol、 mol、 mol,由钠、铁、铝分别与足量的盐酸反应的化学方程式,2Na+2HCl 2NaC
18、l+H2,Fe+2HCl FeCl2+H2,2Al+6HCl 2AlCl3+3H2,得到关系式,2NaH2,FeH2,2Al3H2,所以 W g 钠、铁、铝反应生成氢气的体积比为; 同理可得到(2)(3)(4)的结果;(5)中的钠、铁、铝相对于盐酸来说是过量的,根据盐酸计算生成氢气的体积,铁、铝反应放出的氢气相等,但由于过量的钠会与水反应生成氢气,所以钠放出的氢气最多。答案: (1)(2)1 2 3(3)23 28 9(4)6 3 2(5)NaFe=Al12.如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出 24.0 g 固体,配成 1 L 溶液,请
19、计算:氢氧化钠 化学纯(CP)500 g品名:氢氧化钠化学式:NaOH相对分子质量:40(1)所得氢氧化钠溶液中溶质的物质的量浓度。(2)从所得氢氧化钠溶液中取出 200 mL 倒入一烧杯中,投入足量的金属铝,完全反应后,产生的气体在标准状况下的体积。答案: 解:(1)n( NaOH)=0.6 mol,c(NaOH)=0.6 molL-1(2)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H22 mol 22.4 L30.6 molL-10.2 L V(H2)V(H2)=4.032 L。答:所得氢氧化钠溶液中溶质的物质的量浓度为 0.6 molL-1;产生的 H2 在标准状况下的体积为 4.032 L。
