1、第 2 课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶 液的反应 课后训练 案 巩固提 升 A组 1.在实验室里做钠与水反应的实验时,下列各项中最宜选用的仪器有( ) 试管夹 镊子 小刀 燃烧匙 滤纸 研钵 烧杯 石棉网 玻璃片 药匙 A. B. C. D. 解析:钠块需用镊子夹取,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀在玻璃片上切去一小块,放入盛有水的烧杯内进行实验。 答案:D 2.将一小粒钠投入盛有硫酸铜溶液的小烧杯中,不可能观察到的现象是( ) A.溶液中出现蓝色絮状沉淀 B.钠粒熔成小球浮在水面四处游动 C.有气体产生 D.有红色的铜被置换出来 解析:钠与硫酸铜溶液反应时不能置换出金属铜,而是先与水反
2、应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠又与硫酸铜反 应,生成蓝色絮状沉淀,因此只有 D项中的现象不可能观察到。 答案:D 3.等质量的钠进行下列实验,其中生成氢气最多的是( ) A.将钠投入到足量水中 B.将钠用铝箔包好并刺一些小孔,再放入足量的水中 C.将钠放入足量稀硫酸中 D.将钠放入足量稀盐酸中 解析:钠与水或酸反应,均是与 H+反应,故 A、C、D三项中产生的氢气相等;钠与水反应生成氢气和氢氧化钠溶液,生 成的氢氧化钠溶液又与铝箔反应,生成氢气,故 B项中产生的氢气最多。 答案:B 4.将下列各种单质投入或通入 CuSO4溶液中,能产生铜单质的是( ) A.Fe B.Na C.H2 D.
3、Ag 解析:Fe比 Cu活泼,可以从 CuSO4溶液中置换出 Cu;Na虽然比 Cu活泼,但钠先与 CuSO4溶液中的 H2O反应,生成 NaOH和 H2,NaOH与 CuSO4反应生成 Cu(OH)2,不能置换出 Cu;H2不与 CuSO4溶液反应;Cu比 Ag活泼,Ag不与 CuSO4溶液反应。 答案:A 5.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 解析:铝与烧碱溶液反应的化学方程式为 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,分析元素化合价变化可知反应为氧 化还原反应,铝
4、是还原剂,H2为还原产物,A、B、D正确。铝能与烧碱溶液反应,并不能说明所有金属都能与碱反应,如 镁、铁、铜等均不与碱溶液反应。 答案:C 6.向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中缓慢地加入一绿豆粒大的金属钠,可能观察到的现 象是下图中的( ) 解析:钠的密度比煤油的大,比水的小,故钠在水和煤油的交界处与水发生反应生成氢气,从而可看到气泡,正确答案为 A项。 答案:A 7.下列关于铁与水反应的描述中,不正确的是( ) A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的 Fe2O3 B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声 C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应 D.常温下,Fe与
5、 H2O不反应,但在空气中的 O2、CO2、H2O共同作用下能发生反应 解析:铁与水蒸气反应的化学方程式为 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的 Fe3O4,A错误;H2在不纯的氧气中点燃 时能发出爆鸣声,B正确;该反应为氧化还原反应,C正确;常温下,铁在潮湿的空气中被缓慢氧化,D正确。 答案:A 8.导学号 98980044 等量镁铝合金粉末分别与下列 4种过量的溶液充分反应,放出氢气最多的是( ) A.2 mol L-1 H2SO4溶液 B.3 mol L-1 CuSO4溶液 C.6 mol L-1 KOH溶液 D.3 mol L-1 Ba(OH)2溶液 解析:镁与铝都能与
6、 2 mol L-1 H2SO4溶液反应得到 H2;Mg、Al与 CuSO4反应可置换出 Cu,不产生 H2;KOH溶液和 Ba(OH)2溶液只能与铝反应产生氢气。 答案:A 9.向一个铝制易拉罐中充满 CO2,然后往罐中注入足量的 NaOH 溶液,立即用胶布严封罐口,不多会儿听到罐内“咔咔” 作响,发现易拉罐变瘪,再过一会儿易拉罐又鼓起来。 (1)易拉罐变瘪的原因是 ,反应的 离子方程式是 。 (2)易拉罐又鼓起来的原因是 ,反应的离子方程式是 。 解析:开始 CO2溶于 NaOH 溶液,罐内气压减小,小于外界气压,易拉罐被压瘪。之后铝制的易拉罐与 NaOH溶液反应, 产生 H2,罐内压强又
7、增大,易拉罐又鼓起。 答案:(1)NaOH溶液吸收 CO2,罐内压强减小,外界气压将易拉罐压瘪 CO2+2OH-C -+H 2O (2)Al与 NaOH溶液反应产生 H2 2Al+2OH-+2H2O2Al -+3H 2 10.在进行钠和水的反应实验中,有如下操作和实验现象,回答下列各问题。 (1)刚用小刀切开的金属钠断面呈 色,在空气中放置几分钟后发生的变化为 。 (2)切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中进行实验,这是为防止 燃烧。 (3)金属钠块投入水中后,观察到 (说明反应放热), (说明钠的密度 小)。 (4)钠小球在水面上迅速游动,发出“嘶嘶”的声响,说明反应有 生成。 (5)
8、如果水中事先已滴入酚酞溶液,反应后溶液由无色变为 色,说明反应生成 。 解析:(1)刚用小刀切开的金属钠断面呈银白色,并很快变暗,这是因为钠与氧气反应,在钠的表面生成了一薄层氧化物 所致。(2)用滤纸吸干钠块表面的煤油,防止钠与水反应放热,引起煤油燃烧。(3)钠的密度比水的小,浮在水面上,与水 反应,放热,使钠熔化形成银白色小球。(4)钠与水反应放出氢气,推动钠球在水面上游动。(5)钠与水反应生成 NaOH, 使酚酞变红。 答案:(1)银白 变暗 (2)煤油 (3)钠熔化成闪亮的小球 浮在水面上 (4)气体 (5)红 氢氧化钠 B 组 1.甲、乙两个烧杯中分别盛有 100 mL 4.0 mol
9、 L-1的盐酸和 100 mL 4.0 mol L-1 NaOH溶液,向两个烧杯中均加入 5.4 g 铝粉,在相同状况下产生气体的体积比为( ) A.11 B.23 C.32 D.31 解析:甲、乙两烧杯中含 HCl、NaOH 的物质的量都为 0.4 mol,根据化学方程式 2Al+6HCl2AlCl3+3H2、 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2可知,5.4 g(即 0.2 mol)Al分别与盐酸和 NaOH 溶液反应时,盐酸不足量而 NaOH 过量,故 Al与盐酸反应生成 H2 0.2 mol,与 NaOH溶液反应生成 H2 0.3 mol,其体积比为 23。 答案:B 2
10、.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密度相等的稀烧碱溶液 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 解析:左边中的 Al球与 NaOH溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,有一部分铝溶解,并产生气体,生成 NaAlO2易溶于水,消耗掉一部分 NaOH,左边烧杯中的溶液碱性减弱;右边 Fe球浸在 C
11、uSO4溶液中发生反 应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu,铁球表面有红色物质析出,铁球质量增加,Cu2+减少,溶液蓝色变浅。 答案:B 3.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,反应后溶液质量减小的是( ) A.HCl B.K2SO4 C.NaOH D.CuSO4 解析:对于 A、B、C三项,都是消耗 Na,产生 H2,2NaH2;投入 46 g Na,放出 2 g H2,溶液质量均增大。对于 D项,钠首 先与 H2O反应,生成 NaOH、放出 H2,然后 NaOH与 Cu2+生成 Cu(OH)2沉淀,化学方程式为 2Na+2H2O+CuSO4 Na2SO4+Cu(OH)2+H2,由化学方
12、程式可以看出,每溶解 46 g Na,生成 98 g沉淀和 2 g H2,溶液质量减小 54 g。 答案:D 4.导学号 98980045 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 解析:已知金属与盐酸的量,计算放出 H2的量时,要先判断谁过量,钠与酸、碱、盐等的水溶液反应时,生成 H2的量均 根据 Na 计算,反应的剧烈程度由金属的活动性决定,即钠最剧烈,其次是
13、铝。钠、铝、铁物质的量依次为 mol、 mol、 mol,HCl物质的量为 0.2 mol,铝、铁过量。可见,铝、铁与盐酸反应时生成 H2一样多,均为 0.1 mol。Na先与酸反应, 后与 H2O反应,共生成 H2 0.25 mol。 答案:A 5.某实验小组对钠与水反应的实验进行研究,为点燃反应生成的氢气,他们设计了如图 1所示的装置。请回答下列问 题: (1)写出 Na与 H2O反应的化学方程式: 。 (2)在点燃 H2之前必须先进行 ,方法是 。 (3)实验小组查阅到钠、苯(常温下为液体,不溶于水,与钠不反应)、水的密度分别为 0.97 g cm-3、0.88 g cm-3、1.00
14、g cm-3,并据此对实验进行了如图 2所示的改进。 在改进后的实验中观察到的现象可能为 。 A.钠在水层中反应并四处游动 B.钠停留在苯层中不发生反应 C.钠在苯的液面上反应并四处游动 D.钠在苯与水的界面处反应并可能做上下跳动 在改进后的实验中 H2的生成速率减慢,氢气燃烧更平稳,原因是 。 解析:点燃可燃性气体之前要检验气体的纯度。苯与水互不相溶,钠的密度介于苯和水之间,能与水反应而不与苯反应, 另外钠与水接触的位置是钠的底部,与水反应放出的氢气给钠一个向上的推力,同时与钠受到的重力作用可使钠在苯 与水的界面处上下跳动,如此反复,就减慢了 Na与 H2O反应的速率。 答案:(1)2Na+
15、2H2O2NaOH+H2 (2)验纯 用向下排空气法收集一小试管氢气,用拇指堵住试管口,移近火焰,松开拇指,若听到轻微的“噗”声,则表 明 H2纯净 (3)D 钠的密度比水的小,比苯的大,落在苯与水的交界处。钠与 H2O反应产生的 H2使钠浮起,脱离水面,反 应停止;当钠表面的 H2逸出时,钠又回落,与水反应,如此反复,就可减慢 Na与 H2O反应的速率 6.应用下列装置,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,就可以完成高温下“Fe与水蒸气 的反应实验”。 请完成该实验中的问题: (1)写出该反应的化学方程式: ; 该氧化还原反应的还原剂是 ,氧化剂是 。 (2)实验前
16、必须对整套装置进行气密性检查,操作方法是 。 (3)圆底烧瓶中盛装的是水,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 ,为什 么? 。 (5)干燥管中盛装的物质是 ,作用是 。 (6)试管中收集的气体是 。如果要在 C处的玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行 ,这一操作的 目的是 。 解析:产生气体的装置实验前必须检验气密性,本装置的气密性检验是密封装置后加热,利用气体热胀冷缩的原理检验; 铁与水蒸气在高温下反应,所以首先对烧瓶加热,使烧瓶中的水产生水蒸气到硬质玻璃管中与铁粉反应产生氢气。由 于水蒸气没有完全反应,收集点燃氢
17、气前需用干燥剂干燥,此时要选取固体干燥剂,氢气的检验不能直接在导气管口点 燃,以免引起爆炸。 答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Fe H2O (2)在玻璃管口 C处接一段乳胶管,乳胶管头上连一段玻璃管,并将管口没入水中,用酒精灯火焰微热烧瓶底部,如 果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出,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)提供持续不断的水蒸气 防止暴沸 (4)先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯 防止先点燃酒精喷灯导致 Fe与 O2的反应 (5)碱石灰 除去反应产生的 H2中混有的水蒸气 (6)H2 验纯 防止点燃时,氢气中混有空气而爆炸
