高中化学 第三章 金属及其化合物 3.1 金属的化学性质（课时3）课时作业 新人教版必修1（通用）

金属与非金属、水、酸的反应一、选择题1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轻缓地加入一绿豆大小的金属钠，可能观察到的现象符合图中的()【答案】A2下列关于钠的说法不正确的是()A金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同B钠长期置于空气中，表面不能形成致密氧化膜C钠与水反应时，钠熔成小球在水面四处游动D由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属【解析】钠不能从盐溶液中置换出金属。【答案】D3对于金属的下列叙述不正确的是()A在点燃Mg、Al之前，应先用砂纸打磨，除去表面的氧化膜B用砂纸打磨的铝条，放在酒精灯上加热至熔化，铝不会滴落下来C金属都能与O2在加热条件下反应D金属元素在自然界中多以化合态的形式存在，因为它们大多有较强的还原性【解析】加热铝条至熔化，由于铝条表面的Al2O3熔点较高，铝条不会滴落下来；惰性金属与O2不易发生反应，如Au。【答案】C4将一小块金属钠投入到CuSO4溶液中，不可能观察到的现象是()A溶液中有蓝色沉淀生成B有气体生成C有红色物质析出D钠熔成小球浮游在液面上【解析】钠投入到CuSO4溶液中首先与水反应：2Na2H2O=2NaOHH2，此时钠熔化成闪亮的小球浮游在液面上，有气体生成；生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应，产生蓝色絮状沉淀；A、B、D项所指的现象均能观察到，但钠不能将铜置换出来。【答案】C5下列说法正确的是()A钠保存在煤油里的原因之一是它极易与氧气反应B铝在空气中很容易燃烧C镁表面的氧化膜疏松，不能保护内层金属D铁锈的主要成分是Fe3O4【解析】铝在空气中易与O2反应生成Al2O3，但不易燃烧，B选项错误；Mg与O2反应生成致密的MgO薄膜，能保护其内层金属，C选项错误；铁锈的主要成分是Fe2O3nH2O，而非Fe3O4，D选项错误。【答案】A6下列关于金属性质的叙述中，正确的是()A1 mol Na与足量盐酸反应消耗的HCl比1 mol Na在空气中久置后再与足量盐酸反应消耗的HCl少B打磨的铝箔加热至熔化时，铝会滴落C点燃镁之前，应先用砂纸打磨D铁只能与氧气反应，与氯气不反应【解析】1 mol Na最多消耗1 mol HCl，生成1 mol NaCl,1 mol Na在空气中久置转化为Na2CO3，Na2CO3与HCl反应，最终生成NaCl，由Na守恒知需1 mol HCl，A项不正确；铝易与O2反应生成Al2O3，Al2O3熔点较高，铝不会滴落，B项不正确；铁能与O2和Cl2反应，D项错误。【答案】C7不能正确表示下列反应的离子方程式的是()A钠与水反应：2Na2H2O=2Na2OHH2B钠与CuSO4溶液反应：2NaCu2=Cu2NaC钠与盐酸反应：2Na2H=2NaH2D钠跟氯化钾溶液反应：2Na2H2O=2Na2OHH2【解析】B中钠与CuSO4溶液反应的实质是钠与水反应生成的氢氧化钠再与CuSO4反应，总化学方程式：2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2H2Na2SO4。【答案】B8把金属钠投入到下列物质的溶液中，溶液质量减轻的是()AHCl BNa2SO4CFeCl3 DNaOH【解析】金属钠投入溶液中，由于Na变为离子形式溶于溶液，会使溶液质量增加；但是钠与水、与酸(H)反应放出H2，都使溶液质量减轻；且钠与水反应生成的碱还有可能和盐的离子生成难溶的碱导致溶液质量减轻，溶液质量是否减轻，就要看这一增一减的净结果。A中2Na2HCl=2NaClH2，H换成Na，溶液质量增加；B中Na与水反应，H2O中H换成Na，溶液质量增加；C中6Na6H2O2FeCl3=2Fe(OH)36NaCl3H2，显然溶液质量减轻；D中2Na2H2O=2NaOHH2，溶液质量增加。【答案】C9等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在氧气中常温下充分反应，则下列说法正确的是()A第一块钠失去电子多B两块钠失去电子一样多C第二块钠的反应产物质量最大D两块钠的反应产物质量一样大【解析】【答案】B10将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗“出汗”变成白色固体(粉末)，下列有关叙述中正确的是()A表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠B“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的H2O在表面形成了溶液C最后变成碳酸钠粉末D该过程中的所有化学反应均为氧化还原反应【解析】钠露置在空气中表面迅速变暗，是因为Na与O2反应生成了Na2O，Na2O与水反应生成NaOH，NaOH又吸收空气中的H2O和CO2，生成Na2CO310H2O，Na2CO310H2O逐渐风化脱水，最后变成Na2CO3粉末，该过程中只有钠的氧化是氧化还原反应，C项正确。【答案】C11Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出H2的质量相等，则下列说法中正确的是()A三种金属的物质的量相等B三种金属均过量C三种金属的质量相等D盐酸均过量【解析】根据反应的化学方程式：Mg2HCl=MgCl2H22Al6HCl=2AlCl33H2Fe2HCl=FeCl2H2等质量的三种金属与酸反应产生H2的量不等；等物质的量的三种金属与酸反应产生H2的量也不等；若三种金属均过量，则产生的H2的量由盐酸决定。【答案】B二、非选择题12A、B、C是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去)：(1)若A是一种金属，C是淡黄色固体，则B的化学式为_，AC反应的化学方程式为_。(2)若A是一种非金属，其常见的单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则C的化学式为_，BC反应的化学方程式为_。A和C是否能反应？_(填“能”或“不能”)，若能，写出反应的化学方程式：_。(若不能，此空不填)【解析】(1)根据C为淡黄色固体，推知C为Na2O2，则B为Na2O，A为Na，AC的反应为2NaO2Na2O2。(2)根据C是最主要的温室气体，推知C为CO2，则A为C，B为CO，A与C能反应，化学方程式为CCO22CO。【答案】(1)Na2O2NaO2Na2O2(2)CO22COO22CO2能CCO22CO13.(1)如图甲所示，在平底烧瓶的底部有一块钠，其中是干燥的空气。过一段时间后可观察到银白色的钠变暗，发生反应的化学方程式为_。(2)如图乙先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠(足量)，伸入瓶中并塞入瓶塞，发生反应的化学方程式为_，产物的颜色是_，待反应完全并冷却后，打开弹簧夹，则广口瓶内水面上升占瓶内体积的_(假设装置的气密性良好且操作正确)。(3)若图乙是铁丝在纯氧中点燃，会观察到剧烈燃烧，火星四射，所得产物的化学式是_。【解析】图甲中钠与O2反应生成Na2O，反应方程式为4NaO2=2Na2O，图乙中钠与O2在点燃条件下生成淡黄色的Na2O2，反应方程式为2NaO2Na2O2。因耗尽广口瓶中空气中的O2而使其压强减小，流入水的体积为瓶内空气中氧气的体积，即。铁丝在氧气中点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成Fe3O4。【答案】(1)4NaO2=2Na2O(2)2NaO2Na2O2淡黄色(3)Fe3O414如图所示，在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(耐高温性质稳定)的混合物，加热，并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点燃。请回答下列问题：(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：_。(2)干燥管C内盛放的药品是_。干燥管的_(填“m”或“n”)端与g导管相连接。(3)玻璃管中石棉绒的作用是_。实验开始时应先点燃_处酒精灯，实验结束时，应先熄灭_处酒精灯。(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象：_。【解析】硬质玻璃管的反应是红热的铁与水蒸气反应，化学方程式是3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，其中氧化剂是水。干燥管中盛放的是固体干燥剂，通常可以是碱石灰或无水氯化钙，使用干燥管应是粗口进气，细口出气。石棉绒成分为硅酸盐，它耐高温且性质稳定，是铁粉的载体。收集氢气可用向下排空气法，检验方法通常是用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，松开拇指，能燃烧或发生爆鸣声，说明收集的是H2。【答案】(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(2)碱石灰(或无水CaCl2、硅胶等) n(3)铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积AB(4)用拇指堵住试管口，试管口向上，靠近酒精灯火焰，松开拇指，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是H2铝与氢氧化钠溶液的反应物质的量在化学方程式计算中的应用一、选择题1下列反应没有氢气生成的是()A单质钠投入水中B铝投入到氢氧化钠溶液中C铜块放入稀硫酸中D往铁粉中通入水蒸气，并高温加热【解析】A项，发生反应2Na2H2O=2NaOHH2；B项，发生反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2；C项，铜与稀硫酸不反应，不会生成氢气；D项，发生反应3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。【答案】C2等量镁铝合金粉末分别与足量下列四种物质充分反应，放出氢气最多的是()ANaOH溶液B稀硫酸C蔗糖溶液 DNaCl溶液【答案】B3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H2BNaOH是氧化剂，其还原产物是H2C铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂DH2O是氧化剂，Al被氧化【解析】Al与NaOH溶液的反应过程如下：2Al6H2O=2Al(OH)33H2，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O。H2O中的氢元素由1价变为0价，H2O得电子，是氧化剂，H2是还原产物；Al元素的化合价由0价变为3价，化合价升高被氧化，Al是还原剂，NaAlO2是氧化产物。【答案】D4用等质量的金属钠进行下列实验，产生氢气最多的是()A将钠放入足量的稀盐酸中B将钠放入足量的稀硫酸中C将钠放入足量的硫酸氢钠溶液中D将钠用铝箔包好，并刺穿一些小孔，放入足量的水中【解析】A、B、C三项中都是钠与酸反应放出氢气；而D项中除了Na与水反应放出H2外，铝还会与生成的NaOH溶液反应放出一定量的氢气。【答案】D5某无色溶液放入铝片后有氢气产生，在该溶液中下列离子一定可以大量存在的是()AHCO BMg2CCl DCO【解析】该溶液能与铝反应放出氢气，说明该溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。A项中HCO不能在酸性或碱性溶液中大量存在；B项中Mg2不能在碱性溶液中大量存在；D项中CO不能在酸性溶液中大量存在。【答案】C6把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H与SO的物质的量浓度之比为()A1：4 B2：7C1：2 D3：8【解析】设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。FeH2SO4=FeSO4H2m(固体质量减少)56 g1 mol56 gx56xFeCuSO4=FeSO4Cum(固体质量增加)56 g1 mol 64 g8 gy 8y因为固体在反应前后质量相等，所以m(减)m(增)56x8y，则【答案】A7将5.4 g Al投入到200 mL 2.0 molL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余，该溶液可能为()ANaOH溶液 BBa(OH)2溶液CH2SO4溶液 DHCl溶液【解析】5.4 g Al的物质的量为0.2 mol；0.2 mol Al能分别与0.2 mol NaOH、0.1 mol Ba(OH)2、0.3 mol H2SO4、0.6 mol HCl完全反应放出H2，只有盐酸的量不足。【答案】D8甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 molL1的盐酸和100 mL 4.0 molL1 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()A1：1 B2：3C3：2 D3：1【解析】铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别是2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，而今，n(HCl)0.4 mol，n(NaOH)0.4 mol，n(Al)0.2 mol，因此，甲烧杯中盐酸不足，铝过量，乙烧杯中铝不足，氢氧化钠过量，甲烧杯中产生氢气0.2 mol，乙烧杯中产生氢气0.3 mol，故选B。【答案】B9将钠和铝的混合物0.2 mol溶于足量的盐酸中，产生3 136 mL(标准状况下)氢气，则钠和铝的物质的量之比为()A1：3 B3：1C4：1 D1：4【解析】3 136 mL标准状况H2的物质的量为0.14 mol。设混合物中钠和铝的物质的量分别为x、y2Na2H2O=2NaOHH22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2则解之得故Na和Al的物质的量之比为4：1。【答案】C10质量比为2：3的金属铝分别与足量稀硫酸和NaOH溶液反应，则产生H2的体积比是()A1：2 B1：3C2：3 D3：2【解析】因为稀硫酸和NaOH溶液是足量的，因此铝无论是与H2SO4反应生成H2，还是与NaOH溶液反应生成H2，H2的量都是由铝的量决定的。【答案】C11铁粉可与高温水蒸气反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是()A0.5 mol B1 molC1.5 mol D2 mol【解析】3Fe4H2O(g)Fe3O44H2m3 mol 64 gn(Fe) 32 g，解得n(Fe)1.5 mol。【答案】C二、非选择题12某无色透明溶液能与金属铝反应放出H2。试判断下列离子：Mg2、Cu2、Ba2、H、Ag、SO、SO、HCO、OH、NO，哪些能大量存在于此溶液中？(1)当生成Al3时，能大量存在的是_。(2)当生成AlO时，能大量存在的是_。【解析】无色溶液则一定无Cu2，当生成Al3时，为强酸性溶液，且反应放出H2，阴离子只能有SO，则一定无SO、HCO、NO、OH、Ba2、Ag。当生成AlO时，为碱性溶液，阳离子只能有Ba2，则一定无Mg2、Ag、HCO、H、SO、SO。【答案】(1)H、Mg2、SO(2)OH、Ba2、NO13用下图所示的方法研究钠与水的反应的性质，A表示带孔铝箔包住的一小块钠，回答下列各问题。(1)假如在实验刚开始以后就将镊子松开并拿出水面，“A”表现出的现象是_，出现这种现象的主要原因是_。(2)根据预测，钠跟水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应的离子方程式是_，可用一种酸碱指示剂证明反应生成了氢氧化钠，这种酸碱指示剂是_，要证明反应生成的气体是氢气，实验方法是_。(3)若实验中金属钠为0.1 mol，则收集到的气体为_。AO2和H2的混合气体B0.05 mol的H2C大于0.05 mol的H2D小于0.05 mol的H2【解析】(1)因为钠比水的密度小，且反应非常剧烈，同时产生氢气，所以看到“A”浮在水面上并四处游动。(2)钠跟水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式是2Na2H2O=2Na2OHH2，检验氢氧化钠用酚酞试剂，现象为溶液变红，检验氢气可将集满气体的试管口朝下移近酒精灯点燃即可。(3)0.1 mol金属钠与水反应生成氢气0.05 mol，生成氢氧化钠0.1 mol，氢氧化钠与铝反应生成氢气和偏铝酸钠，所以收集到的气体为大于0.05 mol的H2。【答案】(1)“A”浮在水面上并四处游动钠比水的密度小，且反应产生氢气(2)2Na2H2O=2Na2OHH2酚酞将集满气体的试管口朝下移近酒精灯点燃(3)C14某学习小组用下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)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_。(3)将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有记录C的液面位置；将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重；待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；由A向B中滴加足量试剂；检查气密性，上述操作的顺序是_(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_。(4)B中发生反应的化学方程式为_。(5)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_。(6)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”)。【解析】(1)铝镁合金中二者与酸都反应，但铝与碱反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。(2)实验之前，将合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化物保护膜。(3)实验装置包括反应装置和排液量气装置，注意气密性检查应该在装药品之前。(5)铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，M。(6)如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物质量偏大，铝的质量偏小，则测得铝的质量分数结果偏小。【答案】(1)NaOH溶液(2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3)使D和C中的液面相平(4)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(5)(6)偏小15把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 molL1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 molL1(溶液体积变化忽略不计)。求：(1)反应中消耗HCl的物质的量。(2)该混合物中铝、铁的物质的量。【解析】(1)消耗HCl的物质的量：0.2 L5 molL10.2 L4.6 molL10.08 mol。(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。2Al6HCl=2AlCl33H22 mol6 molx3xFe2HCl=FeCl2H21 mol2 moly2y解得：x0.02 mol，y0.01 mol【答案】(1)0.08 mol(2)Al：0.02 mol；Fe：0.01 mol教材习题解答1实验室里把钠保存在石蜡油或煤油中。因为钠易与空气中的氧气或水蒸气反应而变质。4NaO2=2Na2O2NaO2Na2O22Na2H2O=2NaOHH22B3.B4.D5.D6.A7(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(2)2Al6HCl=2AlCl33H22Al6H=2Al33H2(3)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22Al2OH2H2O