高考人教版化学一轮同步练习：必修1 第3章 第1节 第2课时《铝与氢氧化钠溶液的反应》

(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分) 1．(2010·莆田高一检测)除去镁粉中的少量铝粉，可选用( ) A ．硫酸 B ．氨水C ．盐酸D ．氢氧化钠溶液解析：H 2SO 4、HCl 可同时溶解Mg 、Al ；氨水与Al 、Mg 都不反应；而NaOH 溶液只溶解Al ，不溶解Mg.答案：D2．(2011·芜湖市高一模块考试)等质量的钠进行下列实验，其中产生氢气最多的是( ) A ．将钠放入足量水中 B ．将钠放入足量稀硫酸中C ．将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量水中D ．将钠放入足量稀盐酸中解析：等质量的钠与溶液反应时产生氢气的量相同，但C 项中铝箔能够与生成的NaOH 反应生成氢气，故C 正确．答案：C3．用铝箔包裹0.1 mol 金属钠，用针孔扎若干个小孔，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 LD ．小于1.12 L解析：首先发生的反应是：2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑,0.1 mol Na 产生标准状况下的H 2 1.12 L ，后发生的反应是：2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑，此反应又能产生部分H 2.答案：C4．将铝投入到一定量的NaOH 溶液中，充分反应后，有2 mol 的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为( )A.13molB ．1 molC ．2 molD.23mol 解析：铝在参加反应时1 mol Al 可失去3 mol 电子，因此有2 mol 电子转移需Al 的物质的量为23mol.答案：D5．将钠、镁、铝各0.3 mol 分别放入100 mL 1 mol/L 的盐酸中，在同温、同压下产生的气体体积比是( )A ．1∶2∶3B ．6∶3∶2C ．3∶1∶1D ．1∶1∶1解析：0.3 mol Na 、Mg 、Al 对100 mL 1 mol·L－1的盐酸都过量，产生的H 2应该由盐酸决定，盐酸的量相等时Mg 、Al 产生的H 2为0.1 mol 2，但钠与水还可以反应，故0.3 mol Na 全部反应后产生的H 2 应为0.15 mol ，所以三者产生的气体体积比应为0.15∶0.12∶0.12＝3∶1∶1.答案：C6．(2010·东营模拟)将4.6 g Na 和2.7 g Al 同时加入足量的水中充分反应，将反应后的溶液稀释、定容为500 mL.下列说法中正确的是( )A ．反应中放出的气体在标准状况下的体积为2.24 LB ．参加反应的水的质量与加入Al 的质量相等C ．所得溶液中Na ＋和Al 3＋的物质的量之比为2∶1D ．所得溶液中阳离子和阴离子的物质的量之比为1∶1解析：Na 与Al 两种金属加入到足量水中，首先发生Na 与水的反应，然后发生了Al 与生成的NaOH 的反应．根据反应的化学方程式可得：2Na ＋ 2H 2O===2NaOH ＋H 2↑ 46 g 36 g 2 mol 1 mol 4．6 g 3.6 g 0.2 mol 0.1 mol金属铝与生成的NaOH 反应时，NaOH 过量，故按照Al 的量进行计算： 2Al ＋ 2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑ 54 g 2 mol 36 g 2 mol 3 mol 2.7 g 0.1 mol 1.8 g 0.1 mol 0.15 mol反应共生成了(0.1＋0.15) mol H 2，在标准状况下的体积为5.6 L ，A 错误；参加反应的水的质量为(3.6＋1.8) g ＝5.4 g ，与加入铝的质量不相等，B 错误；Al 与NaOH 反应并没有生成Al 3＋，C 错误；所得溶液的溶质为0.1 mol NaOH 与0.1 mol NaAlO 2，阴阳离子的物质的量之比为1∶1，D 正确．答案：D7．(2010·无锡模拟)下图是研究某反应产物的示意图，锥形瓶中盛装的是某种固体或溶液，小烧杯中盛有少量某种固体，分液漏斗内盛有过量的某种液体，U 形管内装有有色液体，装置气密性良好．若锥形瓶内是Na 2CO 3溶液，分液漏斗内的液体是盐酸或NaOH 溶液，向烧杯内滴加盐酸或NaOH溶液时，发现U形管内液体右移(不考虑反应过程中的热量变化)，静止后液面左边低于右边，则烧杯内的物质是()A．过氧化钠B．碳酸氢钠C．铝D．铁解析：烧杯内的物质是铝，向烧杯内迅速滴加盐酸或NaOH溶液时，均产生H2，但由于H2不溶于水，所以造成锥形瓶内压强增大，U形管内液体右移，最后液面左边低于右边．答案：C8．将铁、铝的混合物加入到足量氢氧化钠溶液中，充分反应后过滤，再将过滤得到的固体加入到足量的硫酸铜溶液中，充分反应后过滤得到的固体质量正好与原固体质量相等，则原固体中铝的质量分数为()A．14.3% B．12.5%C．87.5% D．无法计算解析：由加入氢氧化钠时只与铝反应，剩余固体为铁，再与硫酸铜反应而得到的固体是铜，即得到的铜的质量与原混合物的质量相等，即相当于铁置换出铜时的质量差即为铝的质量，所以设铁质量为56 g时，则生成的铜质量为64 g，所以增加了8 g，即相当于原混合物中有铝为8 g，所以得到铝的含量为8 g56 g＋8 g×100%＝12.5%.答案：B二、非选择题(本题包括5小题，共52分)9．(8分)在一个用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_________________________________________________，离子方程式可能为________________________________________________________；(2)罐再鼓起的原因是________________________________________________，离子方程式可能为________________________________________________________．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，所以在外界大气的作用下而变瘪；而后过量的NaOH溶液会与易拉罐的成分铝发生反应而生成H2，发生的反应是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以罐内压强会变大，所以易拉罐又会重新鼓起来．答案：(1)CO2被吸收而被外界大气压瘪2OH－＋CO2===CO2－3＋H2O(2)由于铝与碱反应生成H2，压强增大而重新鼓起2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑10．(8分)分别取W克钠、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________；(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，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，所需钠、铁、铝三种金属的物质的量之比是________．解析：(1)W克钠、铁、铝的物质的量分别为W23mol、W56mol、W27mol，由电子得失转移守恒可得，2 mol钠生成1 mol氢气，1 mol铁生成1 mol氢气，2 mol铝生成3 mol氢气，所以生成氢气的体积比为W46mol∶W56mol∶W18mol＝123∶128∶19；同理可得到(2)、(3)、(4)的答案．答案：(1)123∶128∶19(2)1∶2∶3(3)23∶28∶9(4)6∶3∶211.(11分)(2010·泉州高一检测)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，请计算：(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度是________．(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中，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是________．解析：n(NaOH)＝m(NaOH)M(NaOH)＝24.0 g40 g/mol＝0.6 mol，c(NaOH)＝n(NaOH)V[NaOH(aq)]＝0.6 mol1 L＝0.6 mol/L，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2 mol 22.4 L×30.6 mol/L×0.2 L VV＝0.6 mol/L×0.2 L×22.4 L×32 mol＝4.032 L.答案：(1)0.6 mol/L(2)4.032 L12．(11分)在标准状况下，进行甲、乙、丙三组实验．三组实验均为30 mL同浓度的盐酸，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据列表如下：(1)甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是不足的？______，理由是________________． (2)要算出盐酸的物质的量浓度，题中可作为计算依据的数据是____________________，求得的盐酸的物质的量浓度为______________________．(3)求合金中Mg 、Al 的物质的量之比，题中可作为计算依据的数据是____________，求得的Mg 、Al 的物质的量之比为__________．解析：(1)甲乙两组对比可知，甲中盐酸过量，合金反应完全；若乙中盐酸过量，则可产生氢气：385255×280 mL ＝423 mL ，而实际为336 mL ，说明乙中盐酸不足，合金过量．(2)在乙或丙中，因盐酸反应完全，则可根据： 2HCl ～H 2 2 1n (HCl)＝336 mL22 400 mL/mol ×2＝0.03 mol ，c (HCl)＝0.03 mol0.03 L＝1 mol/L.(3)在甲中，合金反应完全，设镁的物质的量为x ，铝的物质的量为y ，则： Mg ～H 2 2Al ～3H 2 x x y32y 24 g /mol x ＋27 g/mol y ＝0.255 g x ＋32y ＝280 mL 22 400 mL/mol解得x ＝0.005 mol ，y ＝0.005 mol ，所以，x y ＝11，镁铝的物质的量之比为1∶1.答案：(1)乙 若盐酸足量应放出385 mg255 mg×280 mL ＝423 mL(2)30 mL 、336 mL 1 mol/L (3)255 mg 、280 mL 1∶113．(14分)铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料．某研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列实验方案进行探究．填写下列空白．[实验方案]将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况下(约20℃，1.01×105 Pa)的体积．[问题讨论](1)同学们拟选用下列实验装置完成实验：①你认为最简易的装置其连接顺序是：A接()()接()()接()()．(填接口字母，可不填满)②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶．请你帮助分析原因_______________________________．(2)仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小．于是他们设计了如图所示的实验装置．(碱式滴定管上的刻度数值上小下大)①装置中导管a的作用是____________________________________________________．②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1mL、V2mL.则产生氢气的体积为________ mL.解析：实验中通过测定气体体积来确定样品中各组分的质量分数，所以装置的连接顺序为A、E、D、G；稀硫酸不能滴入的原因是产生的氢气使锥形瓶内的压强增大从而大于外界大气压所致；导管a的作用是平衡气压，使液体能够顺利滴下，同时消除滴入的硫酸对气体体积的影响．答案：(1)①E、D、G②锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大(2)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差②V1－V2。