1、课时作业 13 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下列说法正确的是( )A金属使用的年代与金属的性质无关B铁能置换出 CuSO4 溶液中的铜，故银也能置换出 CuSO4 溶液中的铜C金属原子最外层电子数越少，其还原性越强D将金属钠投入 CuSO4 溶液中，得不到金属铜解析：大多数金属以化合态存在，人类首先发现与利用的金属是自然界中的金属单质，然后逐渐通过化学方法冶炼出不同的金属，金属活动性越强，其冶炼难度越大，A 错误； Ag 的活动性比 Cu 的弱，Ag 不能与 CuSO4 反应，B 错误；如铜原子最外层只有 1 个电子，
2、铝原子最外层有 3 个电子，但 Al 的还原性大于 Cu 的，C 错误；将金属钠投入 CuSO4 溶液中，最终生成 Na2SO4、Cu(OH) 2 沉淀和H2， D 正确。答案：D2下列关于钠与水反应的叙述，不正确的是( )将一小粒钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中，反应后溶液变红将一小粒钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与 HCl 反应钠在水蒸气中反应时因温度高会发生燃烧将两小粒质量相等的金属钠，一粒直接投入水中，另一粒用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后投入水中，则二者放出氢气的质量相等(已知铝与碱溶液反应产生 H2)A BC D解析：钠与水反应生成的氢氧化钠使滴有紫色石蕊溶液的水变蓝，错误。钠与水
3、反应的本质是钠与 H 反应，所以将钠投入稀盐酸中，钠先与 HCl 电离出的 H 反应，错误。钠在水蒸气中反应产生的是氢气，尽管温度高且反应放热，因无氧气参与，所以钠在水蒸气中反应时不能燃烧，错误。中发生反应：2Na2H 2O=2NaOHH 2、2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H2，因此，用铝箔包住的钠与水反应时放出的 H2 较多，错误。答案：D3下列叙述正确的是( )A铝表面易形成一层致密的氧化膜保护层，故铝可以广泛用于制造炊具和包装食品B 5.6 g Fe 在纯氧中燃烧和与足量水蒸气反应，转移电子的物质的量均为 mol0.83C金属钠在空气中燃烧得到白色固体D钠、镁等活泼金属着火
4、时，可直接用水灭火解析：人体摄入过多铝会导致老年性痴呆，A 错误；Fe 在纯氧中燃烧和与水蒸气反应均生成 Fe3O4,1 mol Fe 参与反应转移 mol 电83子，5.6 g(0.1 mol)Fe 转移 mol 电子，B 正确；金属钠在空气中燃0.83烧得到淡黄色 Na2O2，C 错误；钠、镁等活泼金属能与 H2O 反应放出 H2，故钠、镁等活泼金属着火时，不能用水灭火，D 错误。答案：B4某同学将金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗 变白色 出现液滴 白色固体，根据 钠与其化合物的性质分析，下列说法正确的是( )A发生了氧化还原反应B 变灰暗是因为生成了过氧化钠C是碳酸钠吸收
5、空气中的水蒸气形成了溶液D只发生物理变化解析：变灰暗是因为钠与氧气反应生成了氧化钠，发生了氧化还原反应，A 项正确，B 项错误；是氢氧化钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液，C 项错误；中氢氧化钠与空气中的 CO2 反应生成了碳酸钠，发生了化学变化，D 项错误。答案：A5由 Zn、Fe、Mg 、Al 四种金属中的两种组成的 10 g 混合物与足量的盐酸反应产生 1.0 g H2，则混合物中一定含有的金属是( )AZn BFe CAl D Mg解析：方法一：假设法。假设 10 g 分别是纯锌、纯铁、纯镁、纯铝，则与足量盐酸反应生成 H2 的质量分别为 g、 g、 g、 413 514 56 109g，
6、从以上数据可以看出，只有 10 g 铝生成 H2 的质量大于 1.0 g，其他三种金属生成氢气的质量均不够 1.0 g，因此当两种金属(共 10 g)与酸反应生成氢气为 1.0 g 时，必须含有铝。方法二：本题可以采用平均摩尔电子质量法。该混合物的平均摩尔电子质量 10 gmol 1，Zn、Fe、Mg、Al 的摩10 g0.5 mol 2尔电子质量分别为 32.5 gmol1 、28 gmol1 、12 gmol1 、9 gmol1 ，由于是两种金属组成的混合物，平均摩尔电子质量必介于两种金属的摩尔电子质量之间，故混合物中一定含有金属 Al。答案：C6将 11.5 g 钠、9 g 铝、28 g
7、 铁分别投入 200 mL 1 mol/L 的盐酸中，下列说法正确的是( )A钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多B铝与盐酸反应的剧烈程度仅次于钠，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：钠、铝、铁与盐酸反应，钠最剧烈；且三者与盐酸反应时，HCl 均不足，而过量的钠还可跟 H2O 反应放出氢气，故钠产生气体最多。答案：A7将铁加入到 100 mL 某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为 V L(标准状况下)，将铝加入到 100 mL 2 molL1 NaOH 溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体为 3V L。下列说法正确的是(已知2Al2NaO
8、H2H 2O=2NaAlO23H 2)( )A铁和铝的物质的量相等B原盐酸的浓度为 2 molL1C铁加入盐酸中的离子方程式为 2Fe6H =2Fe3 3H 2D盐酸与 NaOH 溶液中溶质的物质的量浓度之比为 13解析：Al 与 NaOH 溶液的反应为2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 22 mol 2 mol 3 moln(Al)0.1 L2 molL1 n(H2)列比例式 ，2 mol0.1 L2 molL 1 3 molnH2解得 n(H2)0.3 mol由 Al 与 NaOH 溶液反应生成的气体为 3V L，得 0.3 mol3V L22.4 molL 1则 V 2.24
9、。再根据反应 Fe2HCl= =FeCl2H 2，可求出反应的 Fe 的物质的量为 0.1 mol，HCl 的物质的量为 0.2 mol，则 c(HCl) 2 molL 1，B 正确；由上述数据分析知铁、铝物质的量0.2 mol0.1 L不相等，A 错误；Fe 与盐酸反应生成 Fe2 ，C 错误；盐酸与 NaOH溶液中溶质的物质的量浓度之比为 11，D 错误。答案：B8相同物质的量的 Fe、Mg 、Al、Na 各 0.1 mol 投入到含 HCl 0.01 mol 的稀盐酸中，置换出 H2 由多到少的顺序是 ( )AAlMgFeNa BAlMgFeNaCAlMg FeAlMgFe解析：Fe、M
10、g 、Al 投入到盐酸中均发生反应：Rn H =Rn n /2H2，由于金属相对酸过量，故三者产生的H2 应以 HCl 的量为准进行计算，即产生 H2 的量分别为：Fe MgAl ，而 Na 除与 HCl 反应外，还与 H2O 反应，故放出 H2的量最多，故正确答案为 C。答案：C9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( )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
11、钙，所以不能生成银白色物质。故正确答案为 C。答案：C10在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物 1.5 g 溶于水，所得溶液恰好能被 80 mL 浓度为 0.50 mol/L 的 HCl 溶液中和，则该生成物的成分是( )ANa 2O BNa 2O2CNa 2O 和 Na2O2 DNa 2O2 和 NaO2解析：采用元素守恒法，n(HCl)0.08 L0.50 mol/L0.04 mol， n(Na )n (Cl )0.04 mol，所以 n(O) mol。1.5 g 0.04 mol 23 gmol 116 gmol 1 0.5816 即 1b BabCab D无法确定解析：Na H2122
12、3 123 g m 11 ga(23 m1) g(22 m) g。Mg H 224 224 g m 22 gb(24 m2) g(22 m) g。答案：C12在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在稀硫酸和硫酸铜溶液中片刻，如图所示，则下列说法正确的是( )A铝球一定是空心的B左边烧杯中的溶液质量减少了C去掉两烧杯杠杆仍平衡D右边铁球上出现红色解析：因为 Al 的密度小，Fe 的密度大，故 Al 可以是实心，而Fe 必须是空心的，A 项错误；左边烧杯中 Al 与稀 H2SO4 反应生成Al2(SO4)3，Al 3 进入溶液，溶液质量增加，B 项错误；
13、而右边 Fe 与CuSO4 溶液反应置换出红色的 Cu，因为反应的 Fe 的质量小于析出的 Cu 的质量且析出的 Cu 附着在铁球上，故铁球一侧质量增大，C项错误。答案：D二、非选择题(共 52 分)13(10 分)A 、B 、C 是中学化学中常见的单质，常温下甲、乙两种化合物分别是黑色固体和无色液体，这些化合物和单质之间有如图所示关系。据此判断：(1)元素 A 有可变化合价，则单质 A 是_，化合物甲是_。(2)写出反应的化学方程式。_；_；_。解析：A 有可变化合价且与 B 点燃后生成黑色固体甲，因此可假设 A 元素为 Fe，点燃条件下与 O2 反应可生成黑色 Fe3O4，同时与无色液体
14、H2O 生成 H2，而 Fe3O4 在高温下能被 H2 还原得到 Fe和 H2O，与题意相符。答案：(1)Fe Fe 3O4(2)3Fe2O 2 点燃,Fe 3O43Fe4H 2O(g)高温,Fe 3O44H 2Fe 3O44H 2 高温,3Fe4H 2O14(10 分) 常温下，Fe 与水并不起反应，但在高温下，Fe 与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原性铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe 与水蒸气的反应”实验。请回答下列问题：(1)写出该反应的化学方程式：_；该反应中的还原剂是_，氧化剂是_。(2)实验前必须对整套装置进行气密性检验，操作方法
15、是_。(3)圆底烧瓶中盛装水，该装置受热后的主要作用是_；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是_。(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是_，原因是_。(5)干燥管中盛放的物质是_，作用是_。解析：在反应：3Fe 4H2O(g) Fe3O44H 2 中，= = = = = H2O 为氧化剂，Fe 为还原剂；在烧瓶中加入碎瓷片的目的是防止液体沸腾过于剧烈；由于硬质玻璃管中有空气，若先加热硬质玻璃管，会导致 Fe 与 O2 反应以及产生的 H2 与空气混合发生爆炸，因此要先点燃酒精灯并通一段时间的水蒸气，然后点燃酒精喷灯。答案：(1)3Fe4H 2O(g) Fe3O44H 2 Fe H 2O= =
16、= = = (2)在玻璃管口 A 处接一段乳胶管，乳胶管头上连一段玻璃管，并将管口插入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能够观察到插入水中的玻璃管口有气泡逸出，停止加热后，玻璃管内有水柱上升，且较长时间水柱不回落，则表明该套装置气密性良好(3)为硬质玻璃管内 Fe 与水蒸气的反应提供持续不断的水蒸气 防止暴沸(4)先点燃酒精灯，产生水蒸气并排出系统内的空气后，再点燃酒精喷灯 防止先点燃酒精喷灯后 Fe 与 O2 发生反应以及产生的 H2与空气混合发生爆炸(5)碱石灰 除去未反应的水蒸气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证：钠的物理性质；钠与水反应的产
17、物是什么？(1)当进行适当操作时，还需用的仪器有_。(2)操作方法是_。(3)实验现象是_。(4)本实验能证明的钠的物理性质有_，能证明钠与水反应生成的产物有_。(5)该反应的离子反应方程式为_。答案：(1) 小试管 (2)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)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)熔点低，密度比水小 氢氧化钠、氢气 (5)2Na2H 2O=2Na 2OH H 216(11 分)(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
18、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)若产生相同体积(同温同压下)的氢气，所需钠、镁、铝(与足量的盐酸反应) 的物质的量比为_。(4)若将 0.2 mol 钠、镁、铝分别投入到 10 mL 1 molL1 的盐酸中，在标准状况下，产生氢气体积的大小顺序是_。解析：根据钠、镁、铝与盐酸反应的化学方程式以及钠与水反应的化学方程式，按各小题的要求，从量上分析即可解答。答案：(1) (2)123 (3)632123 112 19(4)NaAlMg17(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
19、 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。解析：(1)4.48 L H2 的物质的量为0.2 mol。4.48 L22.4 Lmol 1设金属中 Mg 的物质的量为 x，Al 的物质的量为 y。Mg2HCl =MgCl2H 2x x2Al6HCl= =2AlCl33H 2y 1.5y由题意得Error!x0.05 mol，y0.1 mol。(2)3.9 g 镁铝合金中 Mg 的质量为 0.05 mol24 gmol1 1.2 g，镁铝合金中镁的质量分数为 100%30.8%。1.2 g3.9 g(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 。答案：(1)0.1 mol (2)30.8% (3)2 molL 1
