高中化学人教版必修1：3.1.2铝与氢氧化钠溶液的反应含解析

课时作业13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授课提示：对应学生用书107页[练基础]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O===2NaOH2＋H↑；B项，发生反应2Al＋2NaOH＋解析：A项，发生反应2Na＋2H22HO===2NaAlO2＋3H↑；C项，铜与稀硫酸不反应，不会生成氢气；D项，发生反应3Fe＋22△4HO(g)=====34FeO＋4H。22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()A．NaOH溶液B．稀硫酸C．蔗糖溶液D．NaCl溶液答案：B3．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，放入足量的水中外，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铝还会与生成的NaOH溶液反应放出一定量的氢气。答案：D4．将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2mol的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为()12A．molB．1molC．2molD．mol33解析：铝在参加反应时1molAl可失去3mol电子，因此有2mol电子转移时需Al的物-1-23mol。质的量为答案：D5．将5.4gAl投入到200mL2.0mol·L－1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()A．NaOH溶液B．Ba(OH)溶液2C．HSO溶液D．HCl溶液245.4g解析：5.4gAl的物质的量为＝0.2mol；0.2molAl能分别与0.2molNaOH、0.127g·mol1－molBa(OH)、0.3molHSO、0.64molHCl完全反应放出H，只有盐酸的量不足。222答案：D6．甲、乙两个烧杯中分别盛有100mL4.0mol·LNaOH溶mol·L1－1的盐酸和100mL4.0－液，向两个烧杯中均加入5.4g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为()A．1:1B．2:3C．3:2D．3:1＋3H↑、解析：铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别是2Al＋6HCl===2AlCl232Al＋2NaOH＋2HO===2NaAlO＋3H↑，而今，n(HCl)＝0.4mol，n(NaOH)＝0.4mol，n(Al)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，乙烧杯中产生氢气0.3，故选B。222＝0.2molmol答案：B7．将钠和铝的混合物0.2mol溶于足量的盐酸中，产生3136mL(标准状况下)氢气，则钠和铝的物质的量之比为()A．1:3B．3:1C．4:1D．1:4的物质的量为解析：3136mL标准状况下H23136×10L3－＝0.14mol。22.4L·mol1－设混合物中钠和铝的物质的量分别为x、y2Na＋2HO===2NaOH＋H↑222Al＋2NaOH＋2HO===2NaAlO＋3H↑222x＋y＝0.2molx＝0.16mol＋y＝0.14mol解之得y＝0.04mol22则x3故Na和Al的物质的量之比为4:1。答案：C-2-[提素养]8．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H的体积比是2()A．1:2B．1:3C．2:3D．3:2SO反应生成H，还是与2解析：因为稀硫酸和NaOH溶液是足量的，因此铝无论是与H24NaOH溶液反应生成H，H的量都是由铝的量决定的。22答案：C9．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32g，则参加反应的铁粉的物质的量是()A．0.5molB．1molC．1.5molD．2mol解析：△3Fe＋4HO(g)=====FeO＋4HΔm22343mol64g32gn(Fe)3mol64g＝，解得n(Fe)＝1.5mol。nFe32g答案：C10．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，剩余金属粉末的质的物质的量浓度之比为()量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SO2－4A．1:4B．2:7C．1:2D．3:8解析：设原溶液中HSO和CuSO的物质的量分别为x、y。424Fe＋HSO===FeSO＋H↑Δm(固体质量减少)424256g1molx56g56xFe＋CuSO===FeSO＋CuΔm(固体质量增加)4456g1mol64g8g8yy因为固体在反应前后质量相等，所以Δm(减)＝Δm(增)56x＝8y，nHSOx8124＝＝＝，nCuSOy5674-3-cH＋1×21则＝＝cSO2－1＋744答案：A11．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O===2NaAlO＋2NaOH＋2H2＋3H↑，右边烧杯中发生Fe解析：左边烧杯中，发生2Al22===FeSO＋Cu，所以出现B项中的现象。4＋CuSO4答案：B12．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()A．HCOB．Mg2＋C．ClD．CO2－3－3－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－3不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CO2－3能在酸性溶液中大量存在。答案：C13．某无色透明溶液能与金属铝反应放出H。试判断下列离子：Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、2Ag、SO、HCO、OH，哪些能大量存在于此溶液中？3、SO2－2－3－3－、NO－＋4(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－2_______________________________________________。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H，阴离子2，则一定无SO、HCO、NO、OH时，为碱性溶、Ba2＋、Ag。当生成AlO－＋－2只能有SO2－423－－3－3、H液，阳离子只能有Ba2＋，则一定无Mg2＋、Ag＋、HCO、SO。2－、SO2－4－3＋3答案：(1)＋、HMg2＋、SO2－4(2)OH、Ba2＋、NO－3－14．完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。(1)取wg钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是________。-4-(2)取0.1mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是________。(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是_______________________________________________；质量之比是________。(4)若将0.2mol钠、镁、铝分别投入10mL1mol·L1盐酸中，在标准状况下产生氢气体－积的大小顺序是_______________________________________________。解析：(1)利用电子守恒，产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比：www×1×2×323:24:27。(2)0.1mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，金属转移的电子物质的量之比为(0.1mol×1):(0.1mol×2):(0.1mol×3)，所以相同条件下产生氢气的体积之比为1:2:3(3)与前两问恰好反过来，氢气的体积相等，转移的电子数相等，即金属失去的电子数相。等。(4)Mg、Al过量应以HCl的量计算生成的气体的体积(转移电子为0.01mol)，Na也过量但过量的钠可以与水反应(共转移电子0.2mol)。答案：111(1)::23129(2)1:2:311(3)1::(或6:3:2)23:12:923(4)V(Na)>V(Al)＝V(Mg)15．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_______________________________________________。-5-(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①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重；③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；④由A向B中滴加足量试剂；⑤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ag，测得氢气体积为bmL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为cg，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。a－cm33600a－c(5)铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，M＝n＝b×102＝3－×。b22.43(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)⑤①④③②使D和C中的液面相平(4)2Al＋2NaOH＋2HO===2NaAlO＋3H↑22233600a－c(5)(6)偏小b16．把1.1g铁、铝混合物溶于200mL5mol·L1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6mol·L－－1(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