高中化学课时练习13金属与酸和水的反应铝与氢氧化钠溶液的反应（含解析）新人教版必修

金属与酸和水的反应铝与氢氧化钠溶液的反应(30分钟50分)一、选择题(本题包括2小题，每小题8分，共16分)1．(2020·杭州高一检测)某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠下面4点性质中的()①钠的密度比水的小②钠的熔点较低③钠与水反应时放出热量④钠与水反应后溶液呈碱性A．①④ B．①②④C．①③④ D．①②③④【解析】选D。Na与水反应时，浮在水面上(密度比水小)，熔化成闪亮的小球(反应放热，钠熔点低)，在水面四处游动(有气体生成)，同时溶液使酚酞变红色(生成碱性物质)，体现了①②③④四点性质。2．(2020·福州高一检测)如图所示的实验中，投入铝片后()A.①中产生气泡，②中不产生气泡B．①和②中都不产生气泡C．①和②中都产生气泡，①中是H2，②中是O2D．①和②中都产生气泡，且都是H2【解析】选D。铝和盐酸、氢氧化钠溶液都能反应，化学方程式分别为2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，现象相同，由此可知，D项正确。【加固训练】1．(教材二次开发·教材习题改编)把一黄豆大金属钠放入盛有下列溶液中的小烧杯中，有关说法正确的是()A．放入饱和KOH溶液中：有氢气放出，恢复至室温后溶液的pH增大B．放入稀CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出C．放入MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成D．放入(NH4)2SO4溶液中：有无色无味气体放出【解析】选C。A项错误，饱和KOH溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且生成NaOH，恢复至室温会有部分KOH晶体析出，同时生成氢气，由于溶液仍是饱和溶液，故溶液的pH不变；B项错误，钠与水反应生成氢气和NaOH，NaOH与CuSO4反应会出现蓝色沉淀；C项正确，钠与水反应生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀；D项错误，钠与水反应放热，生成的NaOH与NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))反应生成NH3·H2O，NH3·H2O部分分解产生的少量氨气会与氢气同时放出，故放出的气体有刺激性气味。2．为了探究铁与水的反应，某同学设计并进行了下列实验，虚线框处用来检验生成的气体。下列说法正确的是()A．实验后，装置B中生成红棕色固体B．虚线框C处应该选择装置甲，试管中是灼热的铜丝C．虚线框C处应该选择装置乙，试管中是灼热的表面覆盖氧化铜的铜丝D．实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有Fe3＋【解析】选C。装置B中生成黑色固体，故A错误；虚线框C处应该选择装置乙，试管中是灼热的表面覆盖氧化铜的铜丝，氢气还原CuO可检验，故B错误；虚线框C处应该选择装置乙，可将装置内空气排出后，试管中是灼热的表面覆盖氧化铜的铜丝，观察颜色可检验氢气，故C正确；若Fe剩余，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有Fe2＋，不一定含Fe3＋，故D错误。二、非选择题(本题包括1小题，共14分)3．红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。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________________和________________(填化学式)。干燥管的__________(填“m”或“n”)端与g导管相连接。(3)在D处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。(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____________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)若收集到标准状况下的H2为22.4L，则参加反应的铁粉的质量为_______g。(6)当固体质量增加32g时，生成H2的质量为__________g。【解析】(3)考虑到H2的密度比空气的小，因此可采用向下排空气法收集。(4)检验H2可采用“爆鸣”实验。(5)由3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2 3×56g 4×22.4L 42g 22.4L(6)固体质量增加是因为Fe生成了Fe3O4，增加的质量为氧的质量，故氢气的质量为m(H2)＝eq\f(32,16)×2g＝4g。答案：(1)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2(2)NaOHCaOn(3)(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(5)42(6)4一、选择题(本题包括1小题，共5分)4．(2020·石家庄高一检测)向分别盛有100mL水、100mL0.1mol·L－1盐酸、100mL0.01mol·L－1NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05molNa。下列有关说法正确的是()A．三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中的反应最剧烈C．三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同D．三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同【解析】选D。钠与盐酸反应时钠先与H＋反应，离子方程式表示为2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑，A错误；三个烧杯中，Y烧杯中的氢离子浓度最大，反应最剧烈，B错误；X烧杯中生成的溶质为NaOH，Y烧杯中生成的溶质为NaCl、NaOH，Z烧杯中生成NaOH，且Z烧杯中原溶质为NaOH，故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同，C错误；因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完，故生成H2的量相同，D正确。【加固训练】(2020·深圳高一检测)将11.5g钠、9g铝、28g铁分别投入200mL1mol·L－1盐酸中，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】选A。反应的剧烈程度由金属的活动性决定，即钠最剧烈，其次是铝，钠、铝、铁的物质的量分别为eq\f(1,2)mol、eq\f(1,3)mol、eq\f(1,2)mol，HCl物质的量均为0.2mol，盐酸对三种金属均不足，所以铝和铁与盐酸反应时生成氢气一样多，均为0.1mol，但钠消耗完盐酸后可以与水反应又生成氢气，所以钠产生的气体最多，反应最剧烈。二、非选择题(本题包括1小题，共15分)5．(2020·泰州高一检测)如图甲是演示金属钠与水的反应的重要实验，为收集检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成如下乙或丙，请根据要求回答下列问题。(1)写出钠与水反应的离子方程式：____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)按乙装置实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是__________________(填字母)。A．钠块始终保持在a处，直至完全消失B．钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处C．钠处于煤油和水的交界处上下浮动D．随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升E．最终钠块在煤油中燃烧起来(3)乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是_________________________________________________________________。(4)用乙装置实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度__________(填“是”或“否”)。(5)按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠按下列两种情况收集产生的气体，在相同条件下体积的关系是__________(填字母)。①用铝箔包住钠②用铜箔包住钠a．二者收集气体一样多b．①收集气体体积较大c．②收集气体体积较大【解析】(2)因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完，反应过程中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处，上下浮动。(4)液体