第3章 第1节 第2课时 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--人教版高中化学必修一课时训练.doc

第三章第一节第二课时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课时跟踪训练一、选择题1.两份铝屑，一份与足量的稀盐酸反应，另一份与足量的NaOH溶液反应，产生H2的体积比为12(同温同压下)，则两份铝屑的质量比为()A.11B.12C.13 D.14解析：选B2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，由于盐酸、氢氧化钠均足量，生成H2的量应根据Al的量计算。从反应方程式可看出，若生成H2的体积比为12，则两份铝屑的质量比为12。2.在天平的左右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.无法确定解析：选A由化学方程式2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2及2Al6HCl=2AlCl33H2可知，当酸和碱过量时，等量的铝反应能产生等量的氢气，所以天平依然保持平衡。3.甲、乙两烧杯中各盛有3 molL1的盐酸和氢氧化钠溶液100 mL，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲乙12，则加入铝粉的质量为()A.5.4 g B.3.6 gC.2.7 g D.1.8 g解析：选A由6HCl2Al=2AlCl33H2，2NaOH2Al2H2O=2NaAlO23H2可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成的H2也等量，消耗的HCl与NaOH不等量。实际上HCl、NaOH同为0.3 mol，且生成H2的量比为12，所以HCl相对Al不足，NaOH相对Al过量。生成H2的量为12，参加反应的Al的量也为12。与0.3 mol HCl反应的Al为2.7 g，则与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。4.物质在发生化学反应时()A.它们的质量一定相等B.它们的物质的量一定相等C.它们的质量之比等于方程式中化学计量数之比D.它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比解析：选D化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。5.将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol 的电子发生转移，则参加反应的NaOH的物质的量为()A. mol B.1 molC.2 mol D. mol解析：选D铝在参加反应时1 mol Al可失去3 mol电子，因此有2 mol电子转移时需Al的物质的量为 mol，根据2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H22 mol2 mol moln(NaOH)得n(NaOH) mol。6.若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，一定能大量共存的是()A.NH、SO、CO、KB.Na、Ba2、Ca2、HCOC.Mg2、SO、K、ClD.K、Cl、Na、SO解析：选D加入铝粉能放出氢气的溶液中可能含H，也可能含OH。分别加入各组离子，一定能大量共存，是指各组离子应与H共存且能和OH共存。NH与OH生成NH3H2O，CO与H生成H2CO3，A项离子不共存；HCO与H、OH都能发生反应；Mg2与OH不能共存，C项错误；D项中，各离子与H和OH都不发生反应，符合要求，故选D。7.(2019河北武邑中学高一期末)Al与Na2O2的混合物溶于足量的水中，得到澄清溶液，同时产生气体3.5 g，在所得溶液与100 mL 7 mol/L盐酸作用过程中，白色沉淀生成后又恰好溶解，则原Al与Na2O2的物质的量之比为()A.21 B.12C.112 D.211解析：选B设原混合物中Al与Na2O2的物质的量分别是x、y，则Al生成H2的物质的量为x，Na2O2生成O2的物质的量为，则有3x16y3.5，最后溶液中只有NaCl，AlCl3，由钠、铝、氯元素守恒有3x2y0.7，两式组成方程组，解得x0.1 mol，y0.2 mol。即Al与Na2O2的物质的量之比为12。故选B。8.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L，该NaOH溶液的浓度为()A.1.0 molL1 B.2.0 molL1C.1.5 molL1 D.3.0 molL1解析：选B2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22 mol 67.2 Ln(NaOH) 33.6 Ln(NaOH)1 mol，c(NaOH)2.0 molL1。9.一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生3.36 L(标准状况下)气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生5.6 L的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为()A.11 B.25C.32 D.35解析：选A将铝铁合金溶于NaOH溶液中时，只有铝参与反应，而铁不反应，此时生成的3.36 L(即0.15 mol)氢气是由反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2生成的，故合金中n(Al)0.15 mol0.1 mol；当同样质量的合金与盐酸反应时，铝参与反应生成的H2为0.15 mol，则由Fe置换出的n(H2)0.25 mol0.15 mol0.1 mol，即合金中含Fe的物质的量也为0.1 mol。10.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c(OH)增大解析：选B左边中的Al球与NaOH溶液反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，有一部分铝溶解，并产生气体，生成NaAlO2；右边Fe球浸在CuSO4溶液中发生反应：FeCuSO4=FeSO4Cu，铁球表面有红色物质析出，铁球质量增加，Cu2减少，溶液蓝色变浅，左边消耗OH，使c(OH)减小。11.将5 g含镁、锌和铁的三种金属的混合物投入到40 mL稀硫酸中，恰好完全反应，产生的氢气在标准状况下是2.8 L，则三种金属的物质的量之和为()A.0.25 mol B.0.125 molC.0.1 mol D.0.5 mol解析：选B标准状况下2.8 L氢气的物质的量为0.125 mol，Mg、Zn、Fe与稀硫酸反应时都生成2价阳离子，根据电荷守恒可知关系式Mg(Zn、Fe)H2，说明金属的总物质的量与氢气的物质的量相等，所以这三种金属的物质的量之和为0.125 mol，故选B。12.把一块镁铝合金投入到过量的1 molL1盐酸中，待合金完全溶解后，再往溶液里加入1 molL1NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如图所示，下列说法中错误的是()A.盐酸的体积为90 mLB.a的取值范围为0a50C.n(Mg2)0.025 molD.当a值为30时，b值为0.02解析：选AV(NaOH)0a mL时，盐酸和氢氧化钠反应：HOH=H2O；V(NaOH)a80 mL时，氯化镁、氯化铝和氢氧化钠反应Mg22OH=Mg(OH)2，Al33OH=Al(OH)3，V(NaOH)8090 mL时，氢氧化铝溶解：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，V(NaOH)>90 mL时，沉淀全为Mg(OH)2，据此解答。二、简答题13.铁与铝是我们生活中最常见的两种金属。(1)迄今为止人类冶炼最多的金属是 。(2)纯净的铁的颜色是 ；纯净的铝的颜色是 。(3)铁丝在氧气中燃烧的现象为 ，化学反应方程式为 。(4)铝粉与某些金属氧化物组成的混合物在高温下可以发生铝热反应。信息中“某些”指 (填“比铝活泼的”“比铝不活泼的”或“任意”)。写出铝粉与MnO2发生的铝热反应方程式 。(5)将5.5 g铝铁混合物溶于足量的稀硫酸中，在标准状况下收集到氢气4.48 L，则混合物中铝的质量分数为 。(精确到0.01)解析：(1)铁及合金是目前人们使用最多的金属，也是人类冶炼最多的金属，答案为Fe。(2)纯净的铁的颜色是银白色；纯净的铝的颜色是银白色。(3)铁丝在氧气中燃烧的现象剧烈燃烧，火星四射，反应生成四氧化三铁，反应的化学反应方程式为3Fe2O2Fe3O4。(4)铝粉与某些金属氧化物组成的混合物在高温下可以发生铝热反应。信息中“某些”指 “比铝不活泼的”；铝粉与MnO2发生的铝热反应生成氧化铝和锰，反应的化学方程式为4Al3MnO22Al2O33Mn。(5)n(H2)0.2 mol，设Fe为x mol，Al为y mol，则解得x0.05 mol，y0.1 mol，则混合物中Fe与Al的质量分别为0.05 mol56 g/mol2.8 g、0.1 mol27 g/mol2.7 g，铝的质量分数为100%49%。答案：(1)Fe(2)银白色银白色(3)剧烈燃烧，火星四射3Fe2O2Fe3O4(4)比铝不活泼的4Al3MnO22Al2O33Mn(5)49%14.用铁、铝的混合物进行如下实验：(1)操作X的名称是 。(2)气体A是 。(3)加入足量NaOH溶液时发生反应的离子方程式为 ；加入稀盐酸发生反应的离子方程式为 。(4)溶液B中阴离子除OH外还有 ，溶液D中存在的金属离子为 。解析：(1)进行操作X后得到溶液和固体，故操作X为过滤。(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气，故气体A为H2。(3)混合物中加入足量NaOH溶液，Al与NaOH溶液反应；固体C为铁，加入稀盐酸，Fe与稀盐酸反应。(4)溶液B中阴离子有OH、AlO，溶液D中金属离子为Fe2。答案：(1)过滤(2)H2(或氢气)(3)2Al2OH2H2O=2Al3H2Fe2H=Fe2H2(4)AlOFe215.把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中，在标准状况下生成6.72 L氢气。试计算：(1)该合金中铝的质量分数是 。(2)该合金中镁与铝的物质的量之比是 。(3)该合金溶于足量的盐酸溶液中，标准状况下产生氢气的体积是 。解析：(1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中，镁不反应，只有铝能与氢氧化钠溶液反应。设铝的物质的量为n(Al)，则：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22 mol322.4 Ln(Al)6.72 L解得n(Al)0.2 mol，m(Al)0.2 mol27 gmol15.4 g，铝的质量分数为100%52.9%。(2)m(Mg)10.2 g5.4 g4.8 g，n(Mg)0.2 mol，则n(Al)n(Mg)11。(3)设由铝生成的氢气为V1(H2)，由镁生成的氢气为V2(H2)，由铝和镁与盐酸的反应可知：2Al6HCl=2AlCl33H22 mol 322.4 L0.2 mol V1(H2)解得V1(H2)6.72 L，Mg2HCl=MgCl2H21 mol22.4 L0.2 molV2(H2)解得V2(H2)4.48 L，V总(H2)V1(H2)V2(H2)6.72 L4.48 L11.2 L。答案：(1)52.9%(2)11(3)11.2 L16.(2019甘肃静宁县第一中学高一期中)应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气反应的实验”。请回答该实验中的问题。(1)实验前必须对整套装置进行气密性的检查，操作方法是 。(2)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是 ；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是 。(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 。(4)干燥管中盛装的物质可以是 ，作用是 。(5)如果要在A处玻璃管口处点燃该气体，则必须对该气体进行 ，这一操作的目的是 。解析：(1)中学阶段检查装置气密性常用方法有两种：一种是利用热胀冷缩原理，另一种是利用气压原理。气压原理一般只有涉及液体时才能用得到，这里显然是利用热胀冷缩原理。利用热胀冷缩原理时要注意步骤一定要完整，既要证明“热胀”，也要证明“冷缩”，故操作方法为：将干燥管末端的导管A浸入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能观察到浸入水中的玻璃导管口有气泡冒出，停止加热后，玻璃导管内有水柱上升，且较长时间不回落，则表明该套装置的气密性良好。(2)因为反应物为水蒸气与铁，所以圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气；烧瓶底部应事先放置碎瓷片，放置碎瓷片的目的是防止沸腾事故发生。(3)点燃加热仪器的顺序要考虑实验的安全性和对实验结果的影响，在本实验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃酒精灯，即酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯。(4)干燥管中盛装是的物质是碱石灰，作用是除去反应产生的氢气中的水蒸气。(5)氢气的爆炸极限是4.0%75.6%，就是说当氢气的含量在上述范围内的话就会引起爆炸，因此，点燃之前要检验纯度，目的是防止H2不纯而发生爆炸。答案：(1)将干燥管末端的导管A浸入水中，用酒精灯火焰微热烧瓶底部，如果能观察到浸入水中的玻璃导管口有气泡冒出，停止加热后，玻璃导管内有水柱上升，且较长时间不回落，则表明该套装置的气密性良好(2)为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气防止暴沸(3)先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯(4)碱石灰除去产物H2中的水蒸气(5)验纯防止H2不纯而发生爆炸