高中化学-铝与氢氧化钠溶液的反应练习

第一节金属的化学性质第二课时铝与氢氧化钠溶液的反应
[A篇知识对点训练]
知识点1 铝与氢氧化钠溶液的反应
1．下列物质中,常温下既能跟盐酸反应,又能跟NaOH溶液反应的是( )
A．Mg B．Al C．Fe D．C
答案 B
解析Al既能与盐酸反应放出H2,又能与强碱溶液反应放出H2,Mg、Fe与强碱溶液不反应,C既不与盐酸反应,也不与NaOH溶液反应。

2．下列有关Al与NaOH溶液反应的说法中,正确的是( )
A．铝是还原剂,其氧化产物是NaAlO2
B．NaOH是氧化剂,其还原产物是H2
C．Al是还原剂,H2O和NaOH都是氧化剂
D．水是氧化剂,铝被还原
答案 A
解析在Al与NaOH溶液反应中,铝是还原剂,水是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂,NaAlO2是氧化产物,氢气是还原产物。

3．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：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
答案 C
解析A中,电荷不守恒,正确的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；B中,不符合反应实际,正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑；D中,稀H2SO4与Fe 反应只能生成Fe2＋：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

4．某溶液与Al反应能放出H2,下列离子在该溶液中一定能大量共存的是( )
A．NH＋4、Fe2＋、Cl－、SO2－4
B．Na＋、K＋、Cl－、SO2－4
C．Mg2＋、H＋、Cl－、SO2－4
D．K＋、Ca2＋、HCO－3、Cl－
答案 B
解析与Al反应放出H2的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。

NH＋4、Fe2＋、Mg2＋在碱性溶液中不能大量存在,A、C错误；D项HCO－3与H＋、OH－均不能大量共存。

知识点2 物质的量在化学方程式计算中的应用
5．关于化学反应：m M＋n N===p P＋q Q (M、N、P、Q表示物质的化学式,m、n、p、q为化学方程式中的化学计量数),下列说法中不正确的是( )
A．如果质量为a的M与质量为b的N恰好完全反应,则生成的P和Q的质量之和一定等于(a＋b)
B．参加反应的M和N中的原子数之和一定等于生成的P和Q的原子数之和
C．(m＋n)不一定等于(p＋q)
D．M和N中的元素种类,不一定等于P和Q中的元素种类
答案 D
解析化学反应中的守恒既包括质量守恒,也包括元素种类守恒、原子个数守恒,所以D 项中的说法错误。

6．标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气,下列比例式正确的是( )
答案 C
解析根据化学方程式计算时,已知物理量和待求物理量要保证“上下单位相同,左右相对应”。

7．甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2,则加入的铝粉质量为( ) A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
答案 A
解析由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑,2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知,两份等质量的Al都完全反应时,生成H2的量相等,消耗HCl与NaOH的量不相等。

实际上HCl、NaOH 同为0.3 mol,且已知生成H2的体积比为1∶2,所以发生反应时分别为HCl不足Al过量,NaOH 过量Al不足。

与0.3 mol盐酸完全反应的Al为2.7 g,则由生成H2的体积比为1∶2可知,反应的Al的量之比也为1∶2,即与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。

8．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的盐酸和NaOH 的物质的量之比为 ( )
A ．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．1∶3
答案 C
解析 根据铝与盐酸以及铝与NaOH 反应的化学方程式：
2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑,
2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑,可直接得到答案：n (HCl)∶n (NaOH)＝3∶1。

9．将一定量的镁和铝分别与足量的盐酸反应,若放出氢气的质量相等,则参加反应的镁和铝的物质的量之比为( )
A ．1∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．8∶9
答案 C
解析 由Mg ＋2HCl===MgCl 2＋H 2↑,2Al＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑可知若生成1 mol H 2需
Mg 1 mol,Al 23 mol,则放出等质量的H 2参加反应的Mg 和Al 的物质的量之比为1∶23
,即3∶2。

10．在500 mL NaOH 溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L,该NaOH 溶液的浓度为( )
A ．1.0 mol·L －1
B ．2.0 mol·L －1
C ．1.5 mol·L －1
D ．3.0 mol·L －1
答案 B
解析 2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑
2 mol 67.2 L
n (NaOH) 33.6 L
n (NaOH)＝2 mol×33.6 L 67.2 L
＝1 mol, c (NaOH)＝1 mol 0.5 L
＝2 mol·L －1 。

[B 篇 综合提升训练]
11．将铁加入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100 mL 2 mol·L －1 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( )
A ．原铁和铝的物质的量相等
B ．原盐酸的浓度为2 mol·L －1
C ．铁加入盐酸中的离子方程式为2Fe ＋6H ＋===2Fe 3＋＋3H 2↑
D ．盐酸与NaOH 溶液的物质的量浓度之比为1∶3
答案 B
解析 Fe ＋ 2HCl===FeCl 2＋H 2↑
1 mol
2 mol 22.4 L
n (Fe) n (HCl) V L
n (Fe)＝1 mol×V L 22.4 L ＝V 22.4
mol, n (HCl)＝
2 mol×V L 22.4 L ＝V 11.2 mol, 2Al ＋ 2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑
2 mol 2 mol 67.2 L
n (Al) n (NaOH) 3V L
n (Al)＝n (NaOH)＝3V L×2 mol 67.2 L ＝V 11.2
mol, 故铁与铝的物质的量不相等,A 错误；n (HCl)＝n (NaOH)＝V 11.2
mol ＝0.1 L×2 mol·L －1＝0.2 mol,c (HCl)＝0.2 mol 0.1 L
＝2 mol·L －1,B 正确；铁与盐酸反应生成Fe 2＋,C 错误；盐酸与NaOH 溶液的物质的量浓度相等,D 错误。

12．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球,此时杠杆平衡。

然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间,如图所示。

下列说法正确的是
( )
A ．铝球表面有气泡产生,且有白色沉淀生成,杠杆不平衡
B ．铝球表面有气泡产生,溶液澄清；铁球表面有红色物质析出,溶液蓝色变浅,杠杆右边下沉
C ．反应后去掉两烧杯,杠杆仍平衡
D ．右边球上出现红色,左边溶液的碱性增强
答案 B
解析 左边烧杯中发生反应：2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑,铝球表面有气泡产生,溶液澄清不生成沉淀,A 项错误；右烧杯中发生反应：Fe ＋CuSO 4===Cu ＋FeSO 4,铁球表面有红色物质析出,溶液中c (CuSO 4)减小,蓝色变浅,左烧杯中消耗Al,Al 的质量变小,右烧杯中Fe 球上生成Cu,质量变大,杠杆右边下沉,B 项正确；反应后去掉两烧杯,杠杆不能平衡,C 项错误；左边溶液中消耗NaOH,c (OH －)减小,碱性减弱,D 项错误。

13．某金属R 的氯化物溶液20 mL,浓度为0.05 mol·L －1。

它恰好能与20 mL 0.15 mol·L －1 AgNO 3溶液完全反应,则该氯化物的化学式为( )
A ．RCl
B ．RCl 2
C ．RCl 3
D ．RCl 5
答案 C
解析 可设该氯化物的化学式为RCl x ,
RCl x ＋ x AgNO 3===x AgCl↓＋R(NO 3)x
1 x
0．02×0.05 mol 0.02×0.15 mol 列式得：1x ＝0.02×0.05 mol 0.02×0.15 mol
,x ＝3。

14．将一定质量的锌片放入500 mL CuSO 4溶液中,二者恰好完全反应,待充分反应后取出锌片,洗净后称量,发现锌片比原来减轻了0.5 g,则该CuSO 4溶液的物质的量浓度为( )
A ．0.5 mol·L －1
B ．1 mol·L －1
C ．1.5 mol·L －1
D ．2 mol·L －1
答案 B
解析 根据差量法进行计算：
Zn ＋ CuSO 4===Cu ＋ZnSO 4 固体质量减轻Δm
65 g 1 mol 64 g 1 g
n (CuSO 4) 0.5 g
n (CuSO 4)＝
1 mol×0.5 g 1 g ＝0.5 mol c (CuSO 4)＝n CuSO 4V ＝0.5 mol 0.5 L
＝1 mol·L －1,B 项正确。

15．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。

(1)A 中试剂为___________________________________。

(2)B 中发生反应的化学方程式为______________________。

(3)若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况),B 中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量为________。

(4)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。

答案 (1)NaOH 溶液
(2)2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑
(3)33600a －c b
(4)偏小 解析 (1)Mg 、Al 均可以和酸反应,因此不可以用酸来实验,由于Al 可以和碱溶液反应而镁不能,可以用NaOH 溶液与Al 反应制H 2,然后测量H 2的体积以计算Al 的物质的量。

(2)B 中发生Al 与碱的反应：2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑。

(3)铝镁合金的质量为a g,B 中剩余固体镁的质量为c g,则参加反应的铝的质量为(a －c ) g,设铝的相对原子质量为M ,则
2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑
2M 3×22400 mL
(a －c ) g b mL
解得M ＝33600a －c b。

(4)铝的质量分数＝
a －c a
×100%,实验过程中,若未洗涤过滤不溶物,c 值偏大,铝的质量分数将偏小。