2019年高中化学 第三章 金属及其化合物 第一节 第2课时《金属与酸和水的反应》基础提升练习 新人教版必修1.doc

2019年高中化学 第三章 金属及其化合物 第一节 第2课时金属与酸和水的反应基础提升练习 新人教版必修1【基础篇】题组一金属与酸的反应1.有两种金属的合金10.5克，与足量稀硫酸反应后，产生的气体在标况下的体积为11.2 L，则组成该合金的元素可能是()A.Mg和Al B.Fe和ZnC.Mg和Cu D.Na和Zn答案A解析产生的气体在标况下占体积11.2 L，即生成的H2物质的量为0.5 mol。若金属全部是Mg，质量为12克，若全部是Al，质量为9克，合金的质量为10.5克，在两者之间，有可能，A正确；若金属全部是Fe，质量为28克，若金属全部是Zn，质量为32.5克，不可能，B错误；Cu与稀硫酸不反应，不可能，C错误；若金属全部是Na，质量为23克，若金属全部是Zn，质量为32.5克，不可能，D错误。2.50 g镁、锌、铝的混合物与适量的稀硫酸反应，得三种盐的混合溶液，然后加热、蒸发、结晶得晶体(不含结晶水)218 g，则反应中得H2的质量为()A.2 g B.3 g C.3.5 g D.4.5 g答案C解析生成晶体增加的质量为SO的质量，m(SO)218 g50 g168 g，H2来源于H2SO4与金属的反应，故SO的物质的量即为H2的物质的量，n(H2)n(SO)1.75 mol，m(H2)1.75 mol2 gmol13.5 g。3.等物质的量的金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为VA、VB、VC，已知VB2VC，且VAVBVC，则在A的生成物中该金属元素的化合价为()A.1 B.2 C.3 D.4答案C解析由于等物质的量的金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为VA、VB、VC，己知VB2VC，则C化合价是1价，B化合价是2价， VAVBVC，说明A的化合价是3价。4.等质量的甲、乙、丙三种金属，分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸完全反应后，都生成2价的硫酸盐，其产生氢气的体积与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是()A.三种金属的活动性大小为甲乙丙B.反应时消耗硫酸的质量一定相同C.三种金属的相对原子质量是甲乙丙D.反应速率最快的是甲，最慢的是乙答案D解析因甲、乙、丙三种金属与H2SO4反应时都表现2价，反应通式为MH2SO4=MSO4H2，生成H2的物质的量与金属的物质的量相等；由图像可知生成H2的体积，V甲V乙V丙，则n甲n乙n丙，而三种金属的质量相等，摩尔质量越大，物质的量越小，所以三种金属的相对原子质量：甲乙乙丙，B错误；由图像可知反应时间甲最短，乙最长，即反应速率：甲丙乙，金属越活泼，反应速率越快，三种金属的活动性顺序为甲丙乙，A错误，D正确。5.将11.5 g钠、9 g铝、28 g铁分别投入200 mL 1 molL1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答案A解析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 mol、 mol、 mol，HCl物质的量均为0.2 mol，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0.1 mol，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。题组二Na与H2O的反应6.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答案B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，总方程式：2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2H2Na2SO4。7.把金属钠投入到下列物质的溶液中，溶液质量减轻的是()A.HCl B.Na2SO4 C.FeCl3 D.NaOH答案C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6H2O2FeCl3=6NaCl，显然溶液质量减轻；D中2H2O=2NaOH，溶液质量增加。8.在烧杯中加入水和苯(密度为0.88 gcm3，与水互不相溶，且不与钠反应)各50 mL，将一小粒金属钠(密度为0.97 gcm3)投入烧杯中，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上浮下沉答案D9.将2.3 g金属钠放入100 g水中，完全反应后溶液的质量分数为()A.100% B.100%C.100% D.100%答案D解析2.3 g Na与100 g水反应生成4 g NaOH和0.1 g H2，故溶液的质量为(1002.30.1)g，质量分数为100%。题组三铁与水蒸气的反应10.等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是()A.11 B.34C.23 D.43答案B解析由化学方程式得如下关系：Fe2HCl=FeCl2H2 1 mol V L3Fe4H2O(g)=Fe3O44H2 3 mol 4V L式中3 mol Fe产生3V L H2，式中3 mol Fe产生4V L H2，故氢气的体积比为34。【提升篇】11.某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结出两个可以生成H2的反应：Zn盐酸，Na水。为点燃上述两个反应生成的H2，他们设计了图示装置。请回答下列问题：(1)写出Na与H2O反应的化学方程式：_。(2)实验小组在点燃用上述装置制得的H2时，实验获得成功，却失败了。他们分析认为失败的原因是Na的用量太少，Na与H2O的反应速率太快。于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是_。(3)实验小组查阅钠、煤油、水的密度分别为0.97 gcm3、0.80 gcm3、1.00 gcm3，并据此对实验进行改进。在改进后的实验中H2的生成速率减慢，原因是_。答案(1)2Na2H2O=2NaOHH2(2)钠与水反应放出大量的热，使试管内H2与O2的混合气体点燃而爆炸(3)钠比水轻，比煤油重，落在煤油与水的交界处。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，钠又回落，与水反应，如此反复，减慢了Na与H2O的反应速率解析Na与H2O反应的产物是NaOH和H2，反应速率很快，并放出大量的热，Na的用量多容易发生爆炸。由于(煤油)(钠)(水)，故钠块放入后将落在煤油和水的界面上。钠与水反应，有氢气生成，氢气推动钠块上浮，当氢气逸出后，钠块又下沉到煤油与水的界面上与H2O发生反应，重复发生上述现象，减慢了Na与H2O反应生成氢气的速率。12.在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应可以得到铁的氧化物。该氧化物又可经过此反应的逆反应生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用下图所示的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6 molL1盐酸，其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。填写下列空白：(1)实验进行时，试管A中应加入的试剂是_；烧瓶B的作用是_；烧瓶C的作用是_；在试管D中收集到的是_。(2)实验时，U形管G中应加入的试剂是_；长颈漏斗H中应加入_。(3)两套装置中，在实验时需要加热的仪器是_(填该仪器对应的字母)。(4)试管E中发生反应的化学方程式是_。(5)为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须_；E管中的反应开始后，在F出口处应_。答案(1)普通铁粉(或铁粉)作为水蒸气发生器防止倒吸(或用作安全瓶)氢气(2)碱石灰(或固体NaOH、无水CaCl2等)6 molL1盐酸(3)A、B、E(4)Fe3O44H23Fe4H2O(5)检测氢气的纯度点燃氢气解析首先分析两套装置的特点，有水槽和倒扣小试管的一套显然是反应生成了氢气，该装置用于实现铁粉与水蒸气的反应，则另一套用于实现“引火铁”的制取。13.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22.4 L，则参加反应的铁粉的质量为_g。(6)当固体质量增加32 g时，生成H2的质量为_g。答案(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(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3Fe4H2O(g)Fe3O44H2 356 g 422.4 L 42 g 22.4 L(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)2 g4 g。14.某化学兴趣小组拟用下图装置测定某粗锌样品中锌的质量分数。他们查阅资料后获知该粗锌样品中的其他成分不能与稀盐酸反应。请填写以下实验报告。(1)实验目的：_。(2)实验步骤：称取10.0 g粗锌置于铜网中，按图示装置组装后，称得仪器和药品总质量为120.0 g。将铜网插入足量的稀盐酸中，有关反应的化学方程式为_；反应完全后，称得装置总质量为119.8 g，则粗锌中锌的质量分数为_。(3)问题探究：(已知碱石灰是NaOH和CaO的混合物，常用于干燥、吸收气体)该实验若不用碱石灰，则所测得的粗锌中锌的质量分数将_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)；若将粗锌换成某含有杂质的石灰石样品(杂质也不与稀盐酸反应)，判断该实验方案能不能用于石灰石样品中CaCO3质量分数的测定，并说明理由_。答案(1)测定粗锌样品中锌的质量分数(或纯度)(2)Zn2HCl=ZnCl2H2 65%(3)偏大不能，碱石灰能吸收反应生成的CO2解析(1)根据题意可知该实验的目的是测定粗锌样品中锌的质量分数。(2)由于粗锌中的杂质不与稀盐酸反应，Cu也不与稀盐酸反应，所以发生的反应只有Zn与稀盐酸的反应，化学方程式为Zn2HCl=ZnCl2H2；原装置的总质量是120.0 g，反应完全后变为119.8 g，说明产生的氢气的质量是(120.0 g119.8 g)0.2 g，其物质的量是0.1 mol，则参加反应的Zn的物质的量是0.1 mol，质量是0.1 mol65 gmol16.5 g，所以粗锌中锌的质量分数是100%65%。(3)若该实验中不用碱石灰，则放出的氢气会带走部分的水蒸气，造成反应完全后整个装置的质量减少，即反应前后装置的质量差偏大，产生的氢气偏多，所以所测得的粗锌中锌的质量分数将偏大；若将粗锌换成某含有杂质的石灰石样品，由于石灰石与盐酸反应产生二氧化碳气体，碱石灰也能吸收二氧化碳，不能确定二氧化碳的质量，因此不能将粗锌换成某含有杂质的石灰石样品。