高中化学人教版第三章金属及其化合物第一节金属的化学性质【市一等奖】

第3章第1节第3课时一、选择题(每小题有1个选项符合题意)1．1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，而应以控制使用，铝在下列应用时应加以控制的是()①制铝合金②制电线③制炊具④银色漆颜料⑤明矾净水⑥明矾与苏打制食品膨胀制剂⑦易拉罐⑧用Al(OH)3凝胶制胃舒平药片⑨包装糖果和小食品A．③⑤⑧⑨ B．⑥⑧⑨C．③⑤⑨ D．③⑤⑥⑦⑧⑨【答案】D【点拔】③⑤⑥⑦⑧⑨是人类食用时接触物品，会使人受到污染2．称取两份铝粉，第一份加入足量的浓NaOH(aq)，第二份加入足量的HCl(aq)，如果放出等体积的气体(在同温同压下)，则两份铝粉的质量之比为()A．1∶2 B．1∶3C．3∶2 D．1∶1【点拔】本题是以下两种解法。法1(计算法)：设生成气体的质量分别为1g，则：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑546m1(Al)1gm1(Al)＝9g2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑546m2(Al)1gm2(Al)＝9gm1(Al)＝m2(Al)法2(推断法)：不论是与NaOH(aq)反应，还是与HCI(aq)反应，均是Al失去电子：Al－3e－=Al3＋。还原产物都是H2，则都有如下关系：2Al～6e－～3H2因此，虽然两种反应不同，但只要放出H2的体积相同，消耗Al的质量就相同。【点拔】推断法比计算法更为简捷，省去了依照化学方程式进行计算的麻烦。【答案】D3．已知铝既能与酸反应产生氢气，又能与碱溶液反应产生氢气，若取等质量的铝粉分别与足量的稀盐酸和NaOH溶液反应，所得氢气的体积在同样条件下相比()A．与酸反应产生氢气多B．与碱反应产生氢气多C．一样多D．不知道铝粉的质量，无法比较【答案】C4．等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是()A．2mol·L－1H2SO4溶液B．18mol·L－1H2SO4溶液C．6mol·L－1KOH溶液D．3mol·L－1HNO3溶液【答案】A【点拔】18mol·L－1H2SO4溶液为浓硫酸，浓硫酸和3mol·L－1的硝酸溶液都具有强氧化性，金属镁、铝与其反应不能生成氢气，铝与KOH反应，但镁不与其反应，只有A项2mol·L－1的H2SO4溶液与镁、铝都反应，并且都产生氢气，故A项放出的氢气最多。5．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比是()A．1∶1 B．2∶1C．3∶1 D．1∶3【答案】C【点拔】由反应2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑和2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可知，生成等量的氢气所耗HCl和NaOH的物质的量之比为n(HCl)∶n(NaOH)＝6∶2＝3∶1。Al与酸、碱反应生成H2的计算是历年高考中的常见题型，其中过量计算、天平平衡问题更是重要的考点。此题着重考查学生对反应原理的理解及相关的计算。6．用铝箔包起金属钠，用针扎出些小孔，放入水中，完全反应，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)()A．O2和H2的混合气体 B．1.12LH2C．大于1.12LH2 D．小于1.12LH2【答案】C【点拔】Na与H2O反应能生成标准状况下的H21.12L，生成的NaOH会继续与铝箔反应放出H2。7．(2023·湖北理综·12)一定条件下磷与干燥氯气反应，若0.25g磷消耗掉314mL氯气(标准状况)，则产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于()A．3∶1 B．5∶3C．2∶3 D．1∶2【答案】A【点拔】设PCl3的物质的量为x，PCl5的物质的量为y，则x＋y＝eq\f,31)mol，eq\f(3x,2)＋eq\f(5y,2)＝eq\f(314×10－3,mol，解得：x≈，y≈，故A项符合题意。8．现有一块金属可能是铝或镁，用下列试剂可将其鉴别的是()A．盐酸 B．CuSO4溶液C．氢氧化钠溶液 D．稀硫酸【答案】C【点拔】镁和铝都能与盐酸、CuSO4溶液、稀硫酸反应，而与氢氧化钠溶液反应的只有铝，镁不反应，即加入溶液后产生气泡的是铝，如无明显现象，则为镁。9．在天平的两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后()A．天平保持平衡 B．左高右低C．左低右高 D．无法确定【答案】A【点拔】在与盐酸的反应中，每有27gAl参加反应，同时生成氢气3g，而将铝投入到氢氧化钠溶液中，同样是每有27gAl参加反应，同时生成氢气3g。所以只要是投入相同质量的铝，且酸和碱都足量时，溶液的质量变化值相等，所以天平仍然保持平衡。10．下列各组离子一定能大量共存的是()A．在含有大量AlOeq\o\al(－,2)的溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、Cl－、H＋B．在强碱溶液中：Na＋、K＋、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)C．在PH＝12的溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、SOeq\o\al(2－,3)、Cl－D．在c(H＋)＝·L－1的溶液中：K＋、I－、CI－、NOeq\o\al(－,3)【答案】B【解析】含大量AlOeq\o\al(－,2)是在碱性条件下，NHeq\o\al(＋,4)、H＋都不能大量共存；C项PH＝12是强碱性溶液，NHeq\o\al(＋,4)不能大量共存；D项c(H＋)＝·L－1是酸性溶液，NOeq\o\al(－,3)在酸性溶液中有较强的氧化性，能氧化I－变为I2，B正确11．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()\f(1,3)mol B．1molC．2mol \f(2,3)mol【答案】D【点拔】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的物质的量为eq\f(2,3)mol12．将amol钠和amol铝一同投入mg足量水中，所得溶液密度为dg·mL－1，该溶液中溶质质量分数为()\f(82a,46a＋m)% \f(8200a,46a＋2m)%\f(8200a,46a＋m)% \f(8200a,69a＋m)%【解析】由2Na～2NaOH～H2↑amolamola/2mol2Al～2NaOH～2NaAlO2～3H3↑amolamolamol3a得50a＋m－(eq\f(a,2)＋eq\f(3,2)a)×2＝46a＋m所以，w(NaAlO2)＝eq\f(82a,46a＋m)×100%＝eq\f(8200a,46a＋m)%。【答案】C【点拔】本题既考查了Na与H2O的反应，又考查了Al与NaOH的反应，应注意用关系式来进行计算。二、非选择题13．向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐内注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布密封罐口，不多会儿听到易拉罐“咔、咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。(1)易拉罐变瘪的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，反应的化学方程式为：________________________________________________________________________。(2)易拉罐又鼓起来的原因是：__________________________________________________，反应的离子方程式为：________________________________________________________________________。【解析】充满CO2的易拉罐内注入浓NaOH溶液并封口后，CO2与浓NaOH溶液反应，则罐内压强减小；一段时间后，由于铝与浓NaOH溶液反应产生了氢气，压强又增大，罐会重新鼓起来。【答案】(1)易拉罐中的CO2与浓NaOH溶液反应，致使易拉罐内气压降低，从而使易拉罐被大气压压瘪2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O(2)浓NaOH溶液与易拉罐(Al)反应产生H2，随着易拉罐内H2量的增多，气压增大，易拉罐又鼓起来2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑14．为测定钠的相对原子质量，某同学设计了如图所示的反应装置，现有如下步骤：①称量A、B的总质量；②称取一定质量的钠；③将钠投入锥形瓶中并迅速塞紧带U形干燥管的橡皮塞；④用镊子取金属钠并用滤纸吸干煤油。有关数据是：称取的金属钠质量为a，A、B反应前总质量为b，反应后A、B的总质量为c。请根据题意回答下列问题：(1)实验步骤的顺序应为(填序号)________________________________________________________________________。(2)用a、b、c表示的钠的相对原子质量为________________________________________________________________________。(3)下列因素对实验结果分别有何影响？(填“偏大”、“偏小”、或“无影响”)①没有B装置________________________________________________________________________；②用金属钠时未吸干煤油________________________________________________________________________；③称得的金属钠表面变暗后才放入锥形瓶________________________________________________________________________；④反应时，钠燃烧起来________________________________________________________________________。【解析】该题的原理是：用Na和H2O反应时放出H2，通过测定H2的质量求出钠的相对原子质量，所以合理的操作顺序为①④②③①。又根据化学方程式：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2Maa＋b－c则eq\f(2M,a)＝eq\f(2,a＋b－c)所以M＝eq\f(a,a＋b－c)对实验结果的分析：可由M＝eq\f(a,a＋b－c)的公式分析：①没有B装置(干燥装置)部分水将随H2而离开实验装置，M减小；②当钠上的煤油未吸干时，a增大，M增大；③将使分母变小，M增大；④钠燃烧起来，和水反应的钠减少，产生的H2也减少，则M增大。【答案】(1)①④②③①(2)eq\f(a,a＋b－c)(3)①偏小②偏大③偏大④偏大15．向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应后，计算：(1)Al的物质的量。(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。(3)标准状况下生成H2的体积。【解析】根据物质的量、摩尔质量和质量之间的关系，n＝eq\f(m,M)，能求出Al的物质的量。由反应的化学方程式能求出参加反应的NaOH和生成H2的物质的量，则能求出NaOH溶液的物质的量浓度及标准状况下H2的体积。(1)Al的摩尔质量是27g·mol－1，n(Al)＝eq\f,27g·mol－1)＝。(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。则2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol2molneq\f,＝eq\f(2mol,n)则n＝c(NaOH)＝eq\f,＝·L－1。(3)设标准状况下生成的H2的体积是V(H2)。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol3×22.4L0．4molV(H2)所以V(H2)＝eq\f×3×,2mol)＝13.44L【答案】(1)(2)参加反应的NaOH的物质的量是，溶液的物质的量浓度是·L－1(3)13.44L16．将21.2g的Na、Al、Fe三种金属的混合物分为两等份，一份加入到足量的盐酸中充分反应后得到标准状况下的氢气6.72L；再将另一份金属混合物加入到足量的NaOH溶液中，充分反应后得到标准状况下的氢气4.48L。求：(1)原金属混合物中Na、Al、Fe三种金属的物质的量之比。(2)如果将21.2g的这种混合物加入足量水中，过滤后将得到的溶液稀释到1L，求所得溶液的物质的量浓度。【解析】加入到足量的盐酸中发生反应：2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑，2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑；加入到足量的NaOH溶液中发生反应：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。(1)设原混合物中Na、Al、Fe的物质的量分别为n1、n2、n3，据题意得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(23g/mol×n1＋27g/mol×n2＋56g/mol×n3＝,\f(n1,4)＋\f(3n2,4)＋\f(n3,2)＝\f,·mol－1),\f(n1,4)＋\f(3n2,4)＝\f,·mol－1)))解之得n1＝n2＝n3＝，则n1∶n2∶n3＝1∶1∶1。(2)所得溶液为NaAlO2溶液，且n(Na)＝n(NaAlO2)＝，则c(NaAlO2)＝eq\f,1L)＝L。【答案】(1)1∶1∶1(2)L17．在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12L氢气(标准状况)，此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0L，溶液中NaOH的浓度为·L－1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。(1)写出该实验中发生反应的化学方程式。(2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。【解析】(1)有关反应的化学方程式：①2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑②Na2O＋H2O=2NaOH③2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(2)反应的Al的物质的量为n(Al)＝eq\f,27g·mol－1)＝根据反应③可得由铝消耗NaOH的物质的量为