「精品」高中化学第三章金属及其化合物第一节第2课时金属与酸和水的反应铝与氢氧化钠溶液的反应检测新人教

第2课时金属与酸和水的反应铝与氢氧化钠溶液的反应1．某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面四点性质中的( )①钠的密度比水的小②钠的熔点较低③钠与水反应时放出热量④钠与水反应后所得溶液呈碱性A．①④B．①②④C．①③④ D．①②③④解析：钠与水反应时，钠浮在水面上(密度比水小)，熔化成闪亮的小球(反应放热，钠的熔点低)，在水面四处游动(有气体生成)，反应后的溶液使酚酞变红色(生成碱性物质)，可以证明①②③④四点性质。

答案：D2．把一小块钠投入到硫酸铜溶液中，下列物质中不是该反应生成物的是( )A．Cu B．Cu(OH)2C．H2D．Na2SO4答案：A3．将一小块钠投入FeCl3溶液中，下列对有关实验结果的预测正确的是( )A．钠溶解，有铁析出，并有气体产生B．只有气体产生C．只有沉淀产生D．既有沉淀产生，又有气体产生答案：D4．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．该反应是氧化还原反应C．该反应说明所有金属都能与碱反应D．H2为还原产物答案：C5．除去镁粉中的少量铝粉，可选用( )A．硫酸B．氢氧化钠溶液C．水D．盐酸解析：常温下，硫酸、盐酸与镁、铝都能发生反应，水与镁、铝都不发生反应，铝与NaOH溶液反应而镁不与NaOH溶液反应，所以用NaOH溶液可以除去镁粉中的少量铝粉，B项正确。

答案：B6．如图所示，在烧杯中盛有100 mL蒸馏水，水中悬浮着一个表面光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定于水的中央)，将10 g金属钠分多次投入到水中，最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度。

回答下列问题：(1)10 g钠要分多次投入的主要原因是_________________________________________________________________________。

(2)将10 g钠全部投入完毕所进行的次数可能是________(填序号)。

A．5次B．10次C．大于10次(3)实验结束后，从烧杯内小球的位置观察到的现象是_____________________________________________________________，出现这种现象的主要原因是_____________________________________________________________________________________。

(4)实验过程中所发生反应的离子方程式是_______________________________________________________________________。

解析：钠与水反应剧烈，易发生爆炸，使用时要严格控制用量；钠的密度小于 1 g/cm3，黄豆粒大小的一块钠的体积小于1 cm3，则其质量小于1 g，故10 g钠全部投入完毕所进行的次数要大于10次；钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液的密度大于水的密度，小球受到的浮力增大。

答案：(1)钠与水反应剧烈，放出的热量多，易发生爆炸(2)C(3)小球上升钠与水反应生成氢氧化钠，导致烧杯中液体的密度增大，故小球受到的浮力增大(4)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑(时间：40分钟满分：100分)一、选择题(每小题8分，共48分)1．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．钠熔化成闪亮的小球B．钠在液面上四处游动C．溶液底部有银白色物质生成D．溶液变浑浊解析：钠与水反应放出大量的热，使钠熔成小球，故A正确；钠的密度小于水的密度，故一定小于饱和石灰水的密度，所以会浮在液面上，钠与水反应生成的氢气使小球在液面上四处游动，故B正确；钙的活动性强于钠，且钠、钙都易与水反应生成碱，所以钠不可能置换出钙，故C错误；因为反应消耗了水，且反应放热，所以饱和溶液中会有部分溶质析出而导致溶液变浑浊，故D正确。

答案：C2．下列反应的离子方程式书写正确的是( )A．钠和冷水反应：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑B．金属铝溶于氢氧化钠溶液：Al＋2OH－===AlO－2＋H2↑C．金属铝溶于盐酸中：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑D．铁跟稀硫酸反应：Fe＋2H＋===Fe3＋＋H2↑解析：A项，电荷不守恒；B项，应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑；D项，铁与H2SO4反应，生成Fe2＋。

答案：C3．等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应，放出氢气最多的是( )A．NaOH溶液B．H2SO4稀溶液C．蔗糖溶液D．NaCl溶液解析：镁、铝均反应生成氢气时，产生氢气最多。

A项NaOH溶液只能与铝反应；B项H2SO4溶液能与镁、铝都反应生成氢气；C、D项与镁、铝都不反应。

答案：B4．将11.5 g钠、9 g铝、28 g铁分别投入200 mL 1 mol·L－1的盐酸中，下列分析结果正确的是( ) 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答案：A5．对Al、Fe二种金属元素，下列说法正确的是( )A．铝能够稳定存在于空气中，而铁很容易生锈，说明铁比铝活泼B．等物质的量的Al、Fe分别与足量盐酸反应放出等质量的H2C．二者的氢氧化物都不可以通过氧化物化合反应直接制备D．二者的单质都能与强碱溶液反应生成H2解析：铝的活泼性比铁强，但铁很容易生锈，铝比铁更耐腐蚀，这是因为铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止了内部的铝进一步被氧化，故A错误；等物质的量的Al、Fe分别与足量的盐酸反应，设金属的物质的量都是n mol，根据电子守恒可知生成氢气的物质的量之比为3∶2，生成氢气的质量之比等于其物质的量之比，则产生H2的质量之比为3∶2，故B 错误；氢氧化铝、氢氧化亚铁不能通过相应氧化物化合反应直接制备，氢氧化铁可以通过化合反应直接制备，但也不能通过氧化物化合反应直接制备，故C正确；铁与强碱溶液不反应，铝与强碱溶液反应放出氢气，故D错误。

答案：C6．用铝箔包裹0.1 mol金属钠，用针扎若干个小孔，放入水中，完全反应后，放出的气体体积(标准状况)为( )A．无法确定B．1.12 LC．大于1.12 L D．小于1.12 L解析：首先发生的反应是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，标准状况下0.1 mol Na与水反应产生的H2的体积为1.12 L，然后发生的反应是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，此反应又能产生部分H2，故最后放出的H2的体积大于1.12 L。

答案：C二、非选择题(包括3个小题，共52分)7．(18分)在一个铝制的易拉罐内充满CO2气体，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封罐口。

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。

(1)罐壁内凹而瘪的原因是_______________________________，离子方程式为_________________________________________。

(2)罐再鼓起来的原因是________________________________，离子方程式为_________________________________________。

解析：在易拉罐内充入CO2后加入NaOH溶液，会发生反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，而使罐内气体压强减小，所以易拉罐在外界大气压强的作用下而变瘪；而后过量的NaOH溶液会与易拉罐中的铝发生反应生成H2：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以罐内气体压强会变大，易拉罐又会重新鼓起来。

答案：(1)CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3，使得罐内气体压强小于外界大气压强2OH－＋CO2===CO2－3＋H2O(2)过量的NaOH与铝罐反应生成H2，使罐内气体压强等于或大于外界大气压强2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑8．(19分)金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。

在高中化学教材的几次改版中该实验曾出现过几种不同的演示方法，分别如下图中甲、乙、丙表示：(1)现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有Ca(HCO3)2溶液的水槽中，加入一小块金属钠。

下列现象描述不正确的是________(填字母)。

A．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失B．钠熔化成一个光亮的小球C．反应开始后，溶液由无色变红色D．恢复到室温时，烧杯底部有固体物质析出(2)若按图甲所示的方法将一块黄豆粒大小的金属钠投入盛有氯化铜溶液的烧杯中，实验完毕时，常发现所生成的沉淀中混有少量黑色固体，你估计该黑色固体是(填化学式)：________；理由是(填化学方程式)：____________________________________________________________________________________________________。

(3)请补充并完成甲实验中从试剂瓶中取出钠到水槽中投入钠的有关操作：用镊子从试剂瓶中取出一小块钠→________________→用镊子夹取切好的金属钠投入到盛有Ca(HCO 3)2溶液的水槽中。

(4)某位同学用镊子夹住一小块钠按图乙所示方法来收集产生的气体，钠很快脱落，实验没有成功。

原因是____________________。

正确的操作方法为______________________________________。

(5)用装满水的矿泉水瓶按图丙方法进行实验，用手挤压矿泉水瓶并塞紧带有钠的塞子，共排出水的体积为16.8 mL ，待钠反应结束后，干瘪的带塞矿泉水瓶恢复成原状，假设瓶内、瓶外均属于标准状况，则所用的钠的质量为________g 。

解析：(1)未加指示剂，溶液不会变红，只有C 项不正确；(2)首先分析一定有Cu(OH)2蓝色沉淀生成，再结合反应放热，会使刚生成的Cu(OH)2分解，有黑色CuO 生成；(3)按照规范操作，注意“吸”“切”“回”；(4)钠反应剧烈，软且形成小球，不易控制；(5)n (H 2)＝16.822.4×10－3mol ＝7.5×10－4mol ，n (Na)＝1.5×10－3mol ，m (Na)＝1.5×10－3mol ×23 g ·mol －1＝0.034 5 g 。

答案：(1)C (2)CuO CuSO 4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na 2SO 4、Cu(OH)2=====△CuO ＋H 2O (3)用滤纸吸干表面的煤油，在玻璃片上用小刀切成绿豆大小的钠粒，并将多余的钠放回试剂瓶中 (4)钠在水中会熔化成小球，用镊子不易控制 用带有一些小孔的铝箔将钠包好，再用镊子夹住放入水中 (5)0.034 59．(15分)如图所示装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热并通入水蒸气，可完成高温下Fe 与水蒸气反应的实验。