2018版高中化学 第三章 金属及其化合物 学业分层测评12 金属与非金属、酸和水的反应 新人教版必修1.doc

学业分层测评(十二) 金属与非金属、酸和水的反应(建议用时：45分钟)学业达标1金属材料在人类社会的发展史上一直发挥着重要的作用。人类历史上使用最早的金属是()A铜B铁C铝 D钛【答案】A2下列关于金属的通性说明不正确的是()A金属的熔点差别较大B在自然界中没有游离态的钠C金属单质在化学反应中既可作氧化剂又可作还原剂D与酸反应越剧烈的金属活泼性越强【解析】金属在化学反应中只作还原剂。【答案】C3金属钠是一种活泼金属，除了具有金属的一般性质外，还具有自己的特性。关于钠的叙述中，正确的是() A钠是银白色金属，熔点低，硬度大B钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠C加热时，金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰D金属钠着火可以用泡沫灭火器或用干燥的沙土灭火【解析】A项钠硬度大是错误的。B项钠放置在空气中被氧化首先是变暗，生成白色Na2O而不是生成淡黄色的Na2O2，故B错。D项钠着火不能用泡沫灭火器灭火，因钠燃烧生成的Na2O2与CO2反应放出O2，不能灭火，故D错。【答案】C4下列推理正确的是()A铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3，故铁丝在氧气中燃烧生成Fe2O3B铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜C活泼金属钠保存在煤油中，故活泼金属铝也保存在煤油中D钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂，故金属单质参与反应时金属均作还原剂【解析】A中铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4不是Fe2O3；B中钠与CuSO4溶液反应不能置换出铜：2NaCuSO42H2O=Cu(OH)2Na2SO4H2；C中铝在空气中形成致密的氧化膜，不必保存在煤油中。【答案】D5下列描述，符合事实的是() A实验室中有单质钠，自然界中也存在游离态的钠B钠比铜的金属性强，把钠投入CuSO4溶液，可置换出单质铜C用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，熔化的铝不滴落D将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，然后放入水中，两者放出的氢气相等【解析】A中实验室的单质钠是人工制得的，由于钠很活泼，自然界中不存在游离态的钠。B中，Na投入水中先生成NaOH，NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2，不可能置换出铜单质。C中，铝表面有一层高熔点(2 050 )的氧化物薄膜，所以Al熔化后不会滴落。D中，用铝箔包住的钠产生氢气量多， 因为Al与NaOH溶液反应也放出H2：2Na2H2O=2NaOHH2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。【答案】C6下列有关铁与水反应的说法中正确的是()A在任何条件下，铁与水均能发生反应B在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气C在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气D在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气【解析】高温下，Fe与H2O(g)反应，常温下，Fe与H2O难反应；Fe与H2O(g)反应生成四氧化三铁和H2。【答案】D7下列关于钠的性质叙述中，不正确的是()A切下一小块钠，投入水中，钠熔成小球，说明钠与水反应有热量放出B从钠能与水反应可推知钠也能与盐酸反应C钠在空气中燃烧生成氧化钠D切开一块钠，呈银白色，很快变暗，说明钠常温下能与氧气反应【解析】Na在空气中燃烧生成Na2O2。【答案】C8将一小块钠投入盛饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是()A熔成小球并在液面上游动B有气体生成C溶液底部有银白色物质生成D溶液变浑浊【解析】将一小块钠投入盛饱和澄清石灰水的试管中，钠与水剧烈反应，所以首先观察到钠与水反应的一系列现象。随着2Na2H2O=2NaOHH2反应的进行，水被消耗，溶液的温度升高，由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出，可以观察到溶液变浑浊。【答案】C9某化学课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计了如图所示装置(夹持装置省略)。反应一会儿后加热铜丝。根据反应中观察到的现象，回答下列问题：(1)金属钠的变化现象是_。(2)U形管中溶液的颜色_，说明有_生成。(3)铜丝的变化现象是_，说明有_生成；若去掉后面的装置，则检验生成的气体的方法是_。【解析】该装置是钠与水反应实验的改进。由于使用了密封装置且增加了煤油，反应现象更便于观察，生成的物质更便于检验。钠位于水和煤油的界面处，与水发生反应2Na2H2O=2NaOHH2，生成的H2与CuO在加热条件下发生反应H2CuOCuH2O。【答案】(1)钠在水和煤油的界面处上下浮动且逐渐变小，熔化成闪亮的小球(2)逐渐由无色变为红色NaOH(3)由黑色变为红色H2在导管口处点燃气体，有淡蓝色火焰产生10根据你对金属钠性质的了解，回答下列问题：(1)关于钠的叙述中，正确的是()A钠是银白色金属，硬度很大B将金属钠放在石棉网上，用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成过氧化钠C金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠D金属钠的熔点很高(2)由于金属钠很容易跟空气中的_、_等物质反应，通常将它保存在_里，以使它与_、_等隔绝。(3)将金属钠加入CuSO4溶液中会产生蓝色沉淀。请结合化学方程式解释这一现象，_。【解析】通过外观的观察和钠与水反应的实验现象可知，钠的物理性质有银白色、密度小、熔沸点低、质地柔软、能导电、导热等。作为活泼的金属，钠易与O2、水发生化学反应。(1)A选项中有关钠硬度的描述不正确；C选项中有关钠在空气中燃烧的产物说法有误；D选项中有关金属钠熔点的描述不符合事实。只有B项正确。(2)由于金属钠很活泼，很容易跟空气中的氧气、水蒸气等物质反应，因此保存时应隔绝空气，通常保存在煤油里。钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应，钠在煤油中沉在底部而避免了与空气的接触。(3)金属钠与盐的水溶液的反应，不可能置换出金属单质。钠首先要和溶液中的水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH再和盐发生复分解反应。【答案】(1)B(2)氧气水蒸气煤油氧气水蒸气(3)钠投入CuSO4溶液中，首先发生反应2Na2H2O=2NaOHH2，生成的NaOH能与CuSO4反应2NaOHCuSO4=Na2SO4Cu(OH)2，所以会观察到有蓝色沉淀生成11有人设计了如图所示的实验装置来探究钠与水反应(铁架台等仪器已略)。实验前在橡胶塞下端打一个小孔穴，将一大小适中的钠块固定于针头下端，向上抽动针头使钠块藏于孔穴内。在玻璃反应管内装入适量水(使钠块不与水接触)。实验时，拔去橡胶乳头，按住橡胶塞，将针头缓缓向上拔起，使钠与水接触，反应管内的液体被产生的气体压出，流入置于下方的烧杯中，气体则被收集在反应管内。(1)钠与水反应的离子方程式为_。(2)实验中“钠块熔化为闪亮的小球”说明_；向烧杯中的溶液中滴加_，溶液变红，说明钠与水反应生成碱性物质。【答案】(1)2Na2H2O=2Na2OHH2(2)钠与水的反应过程中有热量放出，Na熔点较低酚酞试液12(1)如图所示装置，在平底烧瓶的底部有一块钠，平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到_，发生反应的化学方程式为_。 (2)某班同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。上述实验过程中发生反应的化学方程式为_。实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学的广口瓶水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是_。a甲同学可能使用钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完b甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内c乙同学可能没夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出d乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出【解析】(1)钠与空气中的氧气反应生成Na2O，使钠表面变暗，同时烧瓶内压强降低，气球会膨胀。(2)a项，若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进水量少于容器容积的1/5，结果偏低，合理。b项，若瓶塞未塞紧，钠熄灭冷却，瓶内气体收缩，外面的空气会进入瓶内，使气体得到补充，造成结果偏低，合理。c项，若弹簧夹未夹紧，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，使部分气体从导管口逸出，造成结果偏高，合理。d项，若插入燃烧匙太慢，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，在塞紧瓶塞前，瓶内部分气体从瓶口逸出，造成结果偏高，合理。【答案】(1)钠表面变暗，气球膨胀4NaO2=2Na2O(2)2NaO2Na2O2abcd能力提升13某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是()A甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰B乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁C丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应D丁同学认为用盐酸溶解固体生成所得溶液有颜色【答案】C14常温下，铁与水几乎不反应，但高温下，铁能与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气。请设计实验，证明铁粉与水蒸气能够发生反应并且产生了氢气。 (1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是_，该反应的基本反应类型是_。(2)某兴趣小组同学用如图所示装置进行实验(D可以重复利用)，请你协助该小组同学完成以下实验：实验结束后，发现B中铁粉全部转化产生了黑色块状固体，为了证明黑色固体不是铁粉，该兴趣小组同学取黑色固体进行实验，请你帮他们完成下列实验报告：实验操作实验现象实验结论黑色固体不是铁粉为了除去B中出来的水蒸气，该小组同学在C中首先连接了D作为洗气装置对氢气进行干燥，则D瓶中填装的药品可以是_；为了收集和验证所产生的氢气，该小组同学使用D作为气体的收集装置，则气体应该从_(填“a”或“b”)通入。【解析】(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，反应物和生成物都是单质和化合物，符合置换反应的特点，属于置换反应。(2)根据铁和四氧化三铁的不同性质鉴定：铁和盐酸反应生成气体，四氧化三铁和酸反应不生成气体，也可用加入硫酸铜溶液无红色物质析出鉴别；浓硫酸可干燥氢气，故填浓硫酸；氢气的密度比空气小，收集到的氢气在集气瓶的上部，故要从短管通入，故填b。【答案】(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2置换反应(2)实验操作实验现象实验结论取少量黑色固体加入足量的稀盐酸，充分反应无气泡产生黑色固体不是铁粉浓硫酸b