高中化學(xué) 課時(shí)作業(yè)13 金屬與非金屬、酸、水的反應(yīng) 新人教版必修1
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1、 課時(shí)作業(yè)13 金屬與非金屬、酸、水的反應(yīng) 時(shí)間:45分鐘 滿分:100分 一、選擇題(每小題4分,共48分) 1.下列說法正確的是( ) A.金屬使用的年代與金屬的性質(zhì)無關(guān) B.鐵能置換出CuSO4溶液中的銅,故銀也能置換出CuSO4溶液中的銅 C.金屬原子最外層電子數(shù)越少,其還原性越強(qiáng) D.將金屬鈉投入CuSO4溶液中,得不到金屬銅 解析:大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在,人類首先發(fā)現(xiàn)與利用的金屬是自然界中的金屬單質(zhì),然后逐漸通過化學(xué)方法冶煉出不同的金屬,金屬活動(dòng)性越強(qiáng),其冶煉難度越大,A錯(cuò)誤;Ag的活動(dòng)性比Cu的弱,Ag不能與CuSO4反應(yīng),B錯(cuò)誤;如銅原子最外層只有1個(gè)電子
2、,鋁原子最外層有3個(gè)電子,但Al的還原性大于Cu的,C錯(cuò)誤;將金屬鈉投入CuSO4溶液中,最終生成Na2SO4、Cu(OH)2沉淀和H2,D正確。 答案:D 2.下列關(guān)于鈉與水反應(yīng)的敘述,不正確的是( ) ①將一小粒鈉投入滴有紫色石蕊溶液的水中,反應(yīng)后溶液變紅 ②將一小粒鈉投入稀鹽酸中,鈉先與水反應(yīng),后與HCl反應(yīng) ③鈉在水蒸氣中反應(yīng)時(shí)因溫度高會(huì)發(fā)生燃燒 ④將兩小粒質(zhì)量相等的金屬鈉,一粒直接投入水中,另一粒用鋁箔包住,在鋁箔上刺些小孔,然后投入水中,則二者放出氫氣的質(zhì)量相等(已知鋁與堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2) A.①② B.②③ C.②③④ D.①②③④
3、解析:鈉與水反應(yīng)生成的氫氧化鈉使滴有紫色石蕊溶液的水變藍(lán),①錯(cuò)誤。鈉與水反應(yīng)的本質(zhì)是鈉與H+反應(yīng),所以將鈉投入稀鹽酸中,鈉先與HCl電離出的H+反應(yīng),②錯(cuò)誤。鈉在水蒸氣中反應(yīng)產(chǎn)生的是氫氣,盡管溫度高且反應(yīng)放熱,因無氧氣參與,所以鈉在水蒸氣中反應(yīng)時(shí)不能燃燒,③錯(cuò)誤。④中發(fā)生反應(yīng):2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,因此,用鋁箔包住的鈉與水反應(yīng)時(shí)放出的H2較多,④錯(cuò)誤。 答案:D 3.下列敘述正確的是( ) A.鋁表面易形成一層致密的氧化膜保護(hù)層,故鋁可以廣泛用于制造炊具和包裝食品 B.5.6 g Fe在純氧中燃燒和與足量
4、水蒸氣反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量均為 mol C.金屬鈉在空氣中燃燒得到白色固體 D.鈉、鎂等活潑金屬著火時(shí),可直接用水滅火 解析:人體攝入過多鋁會(huì)導(dǎo)致老年性癡呆,A錯(cuò)誤;Fe在純氧中燃燒和與水蒸氣反應(yīng)均生成Fe3O4,1 mol Fe參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移 mol電子,5.6 g(0.1 mol)Fe轉(zhuǎn)移 mol電子,B正確;金屬鈉在空氣中燃燒得到淡黃色Na2O2,C錯(cuò)誤;鈉、鎂等活潑金屬能與H2O反應(yīng)放出H2,故鈉、鎂等活潑金屬著火時(shí),不能用水滅火,D錯(cuò)誤。 答案:B 4.某同學(xué)將金屬鈉露置于空氣中,觀察到下列現(xiàn)象:銀白色變灰暗變白色出現(xiàn)液滴白色固體,根據(jù)鈉與其化合物的性質(zhì)分析,下列說法正確
5、的是( ) A.①發(fā)生了氧化還原反應(yīng) B.①變灰暗是因?yàn)樯闪诉^氧化鈉 C.③是碳酸鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液 D.④只發(fā)生物理變化 解析:①變灰暗是因?yàn)殁c與氧氣反應(yīng)生成了氧化鈉,發(fā)生了氧化還原反應(yīng),A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;③是氫氧化鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液,C項(xiàng)錯(cuò)誤;④中氫氧化鈉與空氣中的CO2反應(yīng)生成了碳酸鈉,發(fā)生了化學(xué)變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:A 5.由Zn、Fe、Mg、Al四種金屬中的兩種組成的10 g混合物與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生1.0 g H2,則混合物中一定含有的金屬是( ) A.Zn B.Fe C.Al D.Mg 解析:方法一:假設(shè)法。假
6、設(shè)10 g分別是純鋅、純鐵、純鎂、純鋁,則與足量鹽酸反應(yīng)生成H2的質(zhì)量分別為 g、 g、 g、 g,從以上數(shù)據(jù)可以看出,只有10 g鋁生成H2的質(zhì)量大于1.0 g,其他三種金屬生成氫氣的質(zhì)量均不夠1.0 g,因此當(dāng)兩種金屬(共10 g)與酸反應(yīng)生成氫氣為1.0 g時(shí),必須含有鋁。 方法二:本題可以采用平均摩爾電子質(zhì)量法。該混合物的平均摩爾電子質(zhì)量==10 gmol-1,Zn、Fe、Mg、Al的摩爾電子質(zhì)量分別為32.5 gmol-1、28 gmol-1、12 gmol-1、9 gmol-1,由于是兩種金屬組成的混合物,平均摩爾電子質(zhì)量必介于兩種金屬的摩爾電子質(zhì)量之間,故混合物中一定含有金屬A
7、l。 答案:C 6.將11.5 g鈉、9 g鋁、28 g鐵分別投入200 mL 1 mol/L的鹽酸中,下列說法正確的是( ) A.鈉與鹽酸反應(yīng)最劇烈,產(chǎn)生的氣體最多 B.鋁與鹽酸反應(yīng)的劇烈程度僅次于鈉,但產(chǎn)生的氣體最多 C.鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體比鈉多 D.反應(yīng)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的氣體一樣多 解析:鈉、鋁、鐵與鹽酸反應(yīng),鈉最劇烈;且三者與鹽酸反應(yīng)時(shí),HCl均不足,而過量的鈉還可跟H2O反應(yīng)放出氫氣,故鈉產(chǎn)生氣體最多。 答案:A 7.將鐵加入到100 mL某濃度的鹽酸中恰好完全反應(yīng),反應(yīng)后生成的氣體為V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),將鋁加入到100 mL 2 molL-1NaOH溶液中恰好完
8、全反應(yīng),充分反應(yīng)后生成的氣體為3V L。下列說法正確的是(已知2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑)( ) A.鐵和鋁的物質(zhì)的量相等 B.原鹽酸的濃度為2 molL-1 C.鐵加入鹽酸中的離子方程式為2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑ D.鹽酸與NaOH溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比為13 解析:Al與NaOH溶液的反應(yīng)為 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2 mol 2 mol 3 mol n(Al)0.1 L2 molL-1 n(H2) 列比例式=,
9、解得n(H2)=0.3 mol 由Al與NaOH溶液反應(yīng)生成的氣體為3V L, 得=0.3 mol 則V=2.24。 再根據(jù)反應(yīng)Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,可求出反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量為0.1 mol,HCl的物質(zhì)的量為0.2 mol,則c(HCl)==2 molL-1,B正確;由上述數(shù)據(jù)分析知鐵、鋁物質(zhì)的量不相等,A錯(cuò)誤;Fe與鹽酸反應(yīng)生成Fe2+,C錯(cuò)誤;鹽酸與NaOH溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比為11,D錯(cuò)誤。 答案:B 8.相同物質(zhì)的量的Fe、Mg、Al、Na各0.1 mol投入到含HCl 0.01 mol的稀鹽酸中,置換出H2由多到少的順序是( ) A.
10、Al>Mg=Fe>Na B.Al=Mg=Fe=Na
C.Al=Mg=Fe
11、析:鈉與飽和石灰水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鈉與水發(fā)生反應(yīng),消耗溶劑生成了氫氣,同時(shí)反應(yīng)放出大量的熱,致使Ca(OH)2析出,溶液變渾濁。鈉不能置換出石灰水中的鈣,所以不能生成銀白色物質(zhì)。故正確答案為C。 答案:C 10.在一定條件下,將鈉與氧氣反應(yīng)的生成物1.5 g溶于水,所得溶液恰好能被80 mL濃度為0.50 mol/L的HCl溶液中和,則該生成物的成分是( ) A.Na2O B.Na2O2 C.Na2O和Na2O2 D.Na2O2和NaO2 解析:采用元素守恒法,n(HCl)=0.08 L0.50 mol/L=0.04 mol,n(Na+)=n(Cl-)=0.04 mol,所以n
12、(O)==mol。 == 即1<<2。 答案:C 11.分別將23 g金屬鈉放入足量的m g水中和24 g金屬鎂放入足量的m g稀鹽酸中,反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量分別為a g和b g。那么a和b的關(guān)系應(yīng)是( ) A.a(chǎn)>b B.a(chǎn)
13、后將兩球分別浸沒在稀硫酸和硫酸銅溶液中片刻,如圖所示,則下列說法正確的是( ) A.鋁球一定是空心的 B.左邊燒杯中的溶液質(zhì)量減少了 C.去掉兩燒杯杠桿仍平衡 D.右邊鐵球上出現(xiàn)紅色 解析:因?yàn)锳l的密度小,F(xiàn)e的密度大,故Al可以是實(shí)心,而Fe必須是空心的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;左邊燒杯中Al與稀H2SO4反應(yīng)生成Al2(SO4)3,Al3+進(jìn)入溶液,溶液質(zhì)量增加,B項(xiàng)錯(cuò)誤;而右邊Fe與CuSO4溶液反應(yīng)置換出紅色的Cu,因?yàn)榉磻?yīng)的Fe的質(zhì)量小于析出的Cu的質(zhì)量且析出的Cu附著在鐵球上,故鐵球一側(cè)質(zhì)量增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:D 二、非選擇題(共52分) 13.(10分)A、B、C是
14、中學(xué)化學(xué)中常見的單質(zhì),常溫下甲、乙兩種化合物分別是黑色固體和無色液體,這些化合物和單質(zhì)之間有如圖所示關(guān)系。據(jù)此判斷: (1)元素A有可變化合價(jià),則單質(zhì)A是________,化合物甲是________。 (2)寫出反應(yīng)①②③的化學(xué)方程式。 ①______________________________________________; ②______________________________________________; ③______________________________________________。 解析:A有可變化合價(jià)且與B點(diǎn)燃后生成黑色固體甲,因此
15、可假設(shè)A元素為Fe,點(diǎn)燃條件下與O2反應(yīng)可生成黑色Fe3O4,同時(shí)與無色液體H2O生成H2,而Fe3O4在高溫下能被H2還原得到Fe和H2O,與題意相符。 答案:(1)Fe Fe3O4 (2)①3Fe+2O2點(diǎn)燃,Fe3O4 ②3Fe+4H2O(g)高溫,Fe3O4+4H2 ③Fe3O4+4H2高溫,3Fe+4H2O 14.(10分)常溫下,F(xiàn)e與水并不起反應(yīng),但在高溫下,F(xiàn)e與水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)。應(yīng)用下列裝置,在硬質(zhì)玻璃管中放入還原性鐵粉和石棉絨的混合物,加熱并通入水蒸氣,就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)。 請回答下列問題: (1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____
16、___________;該反應(yīng)中的還原劑是________,氧化劑是________。 (2)實(shí)驗(yàn)前必須對整套裝置進(jìn)行氣密性檢驗(yàn),操作方法是 __________________________________________________。 (3)圓底燒瓶中盛裝水,該裝置受熱后的主要作用是__________________________________________________; 燒瓶底部放置了幾片碎瓷片,碎瓷片的作用是____________________________________________。 (4)酒精燈和酒精噴燈點(diǎn)燃的順序是_____________
17、_______, 原因是________________________________________________。 (5)干燥管中盛放的物質(zhì)是________,作用是______________。 解析:在反應(yīng):3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2中,H2O為氧化劑,F(xiàn)e為還原劑;在燒瓶中加入碎瓷片的目的是防止液體沸騰過于劇烈;由于硬質(zhì)玻璃管中有空氣,若先加熱硬質(zhì)玻璃管,會(huì)導(dǎo)致Fe與O2反應(yīng)以及產(chǎn)生的H2與空氣混合發(fā)生爆炸,因此要先點(diǎn)燃酒精燈并通一段時(shí)間的水蒸氣,然后點(diǎn)燃酒精噴燈。 答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Fe H2O (2)在玻璃管口A處接
18、一段乳膠管,乳膠管頭上連一段玻璃管,并將管口插入水中,用酒精燈火焰微熱燒瓶底部,如果能夠觀察到插入水中的玻璃管口有氣泡逸出,停止加熱后,玻璃管內(nèi)有水柱上升,且較長時(shí)間水柱不回落,則表明該套裝置氣密性良好 (3)為硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Fe與水蒸氣的反應(yīng)提供持續(xù)不斷的水蒸氣 防止暴沸 (4)先點(diǎn)燃酒精燈,產(chǎn)生水蒸氣并排出系統(tǒng)內(nèi)的空氣后,再點(diǎn)燃酒精噴燈 防止先點(diǎn)燃酒精噴燈后Fe與O2發(fā)生反應(yīng)以及產(chǎn)生的H2與空氣混合發(fā)生爆炸 (5)堿石灰 除去未反應(yīng)的水蒸氣 15.(10分)有人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,目的是做鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證: ①鈉的物理性質(zhì);②鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物是什么? (1)當(dāng)進(jìn)行
19、適當(dāng)操作時(shí),還需用的儀器有________。 (2)操作方法是_________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________________________。 (4)本實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明的鈉的物理性質(zhì)有________________________,能證明鈉與水反應(yīng)生成的產(chǎn)物有________。 (5)該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為______________________。 答案:(1)小試管 (2)將大頭針向上抽,使鈉塊掉入水中,在玻璃管口處用小試管收集氣體 (3)金屬鈉熔成小球,浮在水面上游動(dòng),溶液變成紅色,將已收集了氣體的小試管靠近
20、火焰時(shí)發(fā)出爆鳴聲 (4)熔點(diǎn)低,密度比水小 氫氧化鈉、氫氣 (5)2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑ 16.(11分)(1)分別取W g鈉、鎂、鋁與足量的鹽酸反應(yīng),在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是________。 (2)分別取0.1 mol鈉、鎂、鋁與足量的鹽酸反應(yīng),在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是________。 (3)若產(chǎn)生相同體積(同溫同壓下)的氫氣,所需鈉、鎂、鋁(與足量的鹽酸反應(yīng))的物質(zhì)的量比為________。 (4)若將0.2 mol鈉、鎂、鋁分別投入到10 mL 1 molL-1的鹽酸中,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,產(chǎn)生氫氣體積的大小順序是_______________
21、___。 解析:根據(jù)鈉、鎂、鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式以及鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式,按各小題的要求,從量上分析即可解答。 答案:(1) (2)123 (3)632 (4)Na>Al=Mg 17.(11分)現(xiàn)有鎂鋁合金共3.9 g,與500 mL 2 molL-1鹽酸(足量)反應(yīng),生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為4.48 L,若反應(yīng)后所得溶液的體積仍為500 mL,求: (1)鎂鋁合金中鋁的物質(zhì)的量。 (2)鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 (3)反應(yīng)后溶液中Cl-的物質(zhì)的量濃度。 解析:(1)4.48 L H2的物質(zhì)的量為 =0.2 mol。 設(shè)金屬中Mg的物質(zhì)的量為x,Al的
22、物質(zhì)的量為y。 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ x x 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ y 1.5y 由題意得 x=0.05 mol,y=0.1 mol。 (2)3.9 g鎂鋁合金中Mg的質(zhì)量為0.05 mol24 gmol-1=1.2 g,鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%≈30.8%。 (3)Cl-沒有參加反應(yīng),Cl-濃度不變,等于開始時(shí)鹽酸的濃度,即c(Cl-)=2 molL-1。 答案:(1)0.1 mol (2)30.8% (3)2 molL-1 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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