2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章金屬及其化合物1-1金屬與非金屬酸水的反應(yīng)課時作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE8金屬與非金屬、酸、水的反應(yīng)時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．下列關(guān)于金屬性質(zhì)的敘述正確的是(B)A．全部的金屬常溫下都呈固態(tài)B．金屬單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中往往體現(xiàn)出還原性C．金屬都能在空氣中形成致密的愛護膜D．金屬元素在自然界中都是以化合態(tài)形式存在的解析：不是全部的金屬常溫下都呈固態(tài)，如汞呈液態(tài)，A錯誤；一般金屬元素原子最外層電子數(shù)小于4，在化學(xué)反應(yīng)中往往簡單失去電子，體現(xiàn)出還原性，B正確；鐵在空氣中形成疏松的氧化膜，C錯誤；金元素在自然界中以游離態(tài)形式存在，D錯誤。2．將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中，既有氣體產(chǎn)生，又有沉淀產(chǎn)生的是(C)①MgSO4溶液②NaHCO3溶液③Na2SO4溶液④飽和澄清石灰水⑤Ca(HCO3)2溶液⑥FeCl3溶液⑦NH4Cl溶液A．①③④⑤ B．②⑤⑥⑦C．①④⑤⑥ D．全部解析：題給幾種物質(zhì)中金屬鈉均先與水發(fā)生反應(yīng)：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；②中NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O，生成的Na2CO3溶解度大于NaHCO3，故不會產(chǎn)生沉淀；③中Na2SO4與NaOH不反應(yīng)，沒有沉淀生成；④中反應(yīng)消耗水，溶液溫度上升，Ca(OH)2的溶解度降低，析出Ca(OH)2沉淀；⑤中Ca2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=CaCO3↓＋H2O；⑥中Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓；⑦中只產(chǎn)生氣體，沒有沉淀生成。3．下列關(guān)于金屬鈉的說法中，正確的是(D)A．鈉的還原性很強，在空氣中易變質(zhì)，最終變?yōu)檫^氧化鈉B．鈉在工業(yè)上用于制氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉等化合物C．鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)會置換出銅D．鈉與水反應(yīng)時，可能會發(fā)生猛烈爆炸解析：鈉在空氣中與氧氣反應(yīng)生成氧化鈉，氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，經(jīng)一系列改變最終生成穩(wěn)定的碳酸鈉，不是過氧化鈉，A錯誤；Na的性質(zhì)活潑，一般在自然界不存在單質(zhì)鈉，工業(yè)上一般用化合態(tài)的鈉冶煉單質(zhì)鈉，把化合態(tài)的鈉提取成單質(zhì)鈉再去制化合態(tài)的鈉，成本太高，B錯誤；鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)會生成氫氧化銅、氫氣和硫酸鈉，不會置換出銅，C錯誤；鈉的還原性強，與水反應(yīng)時猛烈，甚至可能發(fā)生爆炸，D正確。4．下列對于金屬的敘述不正確的是(B)A．在點燃Mg、Al之前，應(yīng)先用砂紙將其打磨，除去表面的氧化膜B．將用砂紙打磨過的鋁條放在酒精燈上加熱至熔化，鋁會滴落下來C．鐵在氧氣中燃燒的現(xiàn)象是猛烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱D．金屬元素在自然界中多以化合態(tài)的形式存在解析：加熱鋁條至熔化，由于在加熱過程中鋁條表面形成的Al2O3熔點較高，鋁不會滴落下來，B項錯誤。5．將等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al分別與100mL2mol·L－1的鹽酸反應(yīng)，試驗測得生成氣體的體積V(已折合為標準狀況)與時間t的關(guān)系如圖所示，則x值為(B)A．1.12 B．2.24C．4.48 D．無法確定解析：Na既能與酸反應(yīng)又能與水反應(yīng)，鈉肯定沒有剩余；等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al完全反應(yīng)放出氫氣的體積比為123，依據(jù)圖像可知Na、Mg、Al分別與100mL2mol·L－1的鹽酸反應(yīng)放出的氫氣一樣多，所以Mg、Al都有剩余，鹽酸完全反應(yīng)，放出氫氣的體積為0.1L×2mol·L－1×eq\f(1,2)×22.4L·mol－1＝2.24L。6．若mgNa在足量氯氣中燃燒，生成固體的質(zhì)量為(m＋3.55)g，則mgNa與氧氣反應(yīng)，生成固體的質(zhì)量可能為(D)①(m＋0.8)g②(m＋1.0)g③(m＋1.2)g④(m＋1.6)g⑤(m＋1.4)gA．①④ B．①⑤C．③④ D．①②③④⑤解析：由題可知，Na的質(zhì)量為2.3g，物質(zhì)的量為0.1mol，與O2反應(yīng)可能生成(m＋0.8)gNa2O，也可能生成(m＋1.6)gNa2O2，也可以既生成Na2O又生成Na2O2，質(zhì)量在兩者之間。7．將11.5g鈉、9g鋁、28g鐵分別投入200mL1mol·L－1的鹽酸中，下列分析結(jié)果正確的是(A)A．鈉與鹽酸反應(yīng)最猛烈，產(chǎn)生的氣體最多B．鋁與鹽酸反應(yīng)的速率僅次于鈉，但產(chǎn)生的氣體最多C．鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體比鈉多D．反應(yīng)結(jié)束時產(chǎn)生的氣體一樣多解析：金屬越活潑，和酸反應(yīng)越猛烈，金屬活動性強弱依次是Na>Al>Fe,2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑，11.5g金屬鈉消耗鹽酸的物質(zhì)的量n(HCl)＝eq\f(11.5,23)mol＝0.5mol>0.2mol，因此金屬鈉過量，但金屬鈉能和水反應(yīng)生成氫氣，因此鈉反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量為eq\f(1,2)×eq\f(11.5g,23g·mol－1)＝0.25mol，同理，依據(jù)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑知，鋁、鐵與鹽酸反應(yīng)時，均是鹽酸不足，故二者產(chǎn)生氫氣的量相等，產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為eq\f(0.2L×1mol·L－1,2)＝0.1mol，故A項正確。8．a(chǎn)、b、c、d、e分別是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五種金屬中的一種。已知：(1)a、c、e均能與稀硫酸反應(yīng)放出氣體；(2)b與d的硝酸鹽溶液反應(yīng)，置換出單質(zhì)d；(3)c與強堿溶液反應(yīng)放出氣體，e的一種氧化物具有磁性。由此推斷a、b、c、d、e依次為(B)A．Fe、Cu、Al、Ag、Mg B．Mg、Cu、Al、Ag、FeC．Al、Cu、Mg、Ag、Fe D．Mg、Ag、Al、Cu、Fe解析：c與強堿溶液反應(yīng)放出氣體，則c為Al，e的一種氧化物具有磁性，則e為Fe，a、c均能與稀硫酸反應(yīng)放出氣體，則a為Mg，b與d的硝酸鹽溶液反應(yīng)，置換出單質(zhì)d，則b為Cu，d為Ag，選B。9．將一小塊鈉投入盛有5mL飽和石灰水的試管中，不行能視察到的現(xiàn)象是(C)A．鈉熔化成光亮的小球，在液面上四處游動B．有氣體產(chǎn)生C．溶液底部有銀白色物質(zhì)生成D．溶液變渾濁解析：鈉與飽和石灰水反應(yīng)的實質(zhì)是鈉與水發(fā)生反應(yīng)，消耗溶劑生成了氫氣，同時反應(yīng)放出大量的熱，致使Ca(OH)2析出，溶液變渾濁。鈉不能置換出石灰水中的鈣，所以不能生成銀白色物質(zhì)。故正確答案為C。10．鐵與水蒸氣反應(yīng)的試驗裝置如圖，下列說法正確的是(B)A．試驗時，試管口應(yīng)高于試管底B．加熱時試管內(nèi)生成黑色物質(zhì)，點燃肥皂泡可聽到爆鳴聲C．反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe＋3H2O(g)eq\o(=,\s\up17(△))Fe2O3＋3H2D．試管中發(fā)生化合反應(yīng)11．向分別盛有100mL水、100mL0.1mol·L－1鹽酸、100mL0.01mol·L－1NaOH溶液的X、Y、Z三個燒杯中各投入0.05molNa。下列有關(guān)說法正確的是(D)A．三個燒杯中均只發(fā)生離子反應(yīng)：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑B．三個燒杯中鈉均在液面上猛烈反應(yīng)，且X燒杯中反應(yīng)最猛烈C．三個燒杯反應(yīng)后，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度相同D．三個燒杯反應(yīng)完后，生成的氣體的質(zhì)量肯定相同解析：鈉與鹽酸反應(yīng)時先與HCl反應(yīng)且反應(yīng)最猛烈，HCl反應(yīng)完后，鈉再與H2O反應(yīng)，故Y燒杯中離子方程式為2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑、2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑，A、B錯誤；反應(yīng)結(jié)束后，X燒杯中的溶質(zhì)為NaOH，Y燒杯中的溶質(zhì)為NaCl和NaOH，Z燒杯中的溶質(zhì)為NaOH，且三個燒杯中溶液的體積相等，由于Z燒杯中原溶質(zhì)為NaOH，故Z燒杯中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度最大，C錯誤；因向三個燒杯中加入鈉的物質(zhì)的量相同且鈉全部反應(yīng)，故生成H2的量相同，D正確。12.某同學(xué)將某種金屬分別與等體積的甲、乙兩種溶液反應(yīng)，所加金屬的質(zhì)量與相同條件下產(chǎn)生氣體的體積關(guān)系如圖所示，下列推論可能正確的是(C)A．金屬是鎂，甲溶液為0.2mol·L－1鹽酸，乙溶液為0.1mol·L－1鹽酸B．金屬是鐵，甲溶液為0.1mol·L－1硫酸溶液，乙溶液為0.1mol·L－1鹽酸C．金屬是鋁，甲溶液為0.1mol·L－1鹽酸，乙溶液為0.1mol·L－1氫氧化鈉溶液D．金屬是鋁，甲溶液為0.1mol·L－1氫氧化鈉溶液，乙溶液為0.1mol·L－1鹽酸解析：若金屬是鎂，甲溶液中氫離子濃度大，鎂與相同體積的兩種溶液反應(yīng)，甲溶液中反應(yīng)速率快，最終生成氫氣較多，A錯誤；0.1mol·L－1的硫酸溶液中c(H＋)＝0.2mol·L－1，若金屬是鐵，甲溶液中H＋濃度大，生成氫氣多，B錯誤；鋁分別與等濃度等體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鹽酸中2H＋～H2，氫氧化鈉溶液中20H－～3H2，故與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣的量多，符合圖像改變，C正確、D錯誤。二、非選擇題(共52分)13．(10分)現(xiàn)用金屬鈉和空氣制備純度較高的Na2O2，可利用的裝置如圖所示?；卮鹣铝袉栴}[已知Na2O2易與空氣中CO2、H2O(g)反應(yīng)]：(1)裝置Ⅳ中盛放的藥品是氫氧化鈉溶液，其作用是汲取導(dǎo)入空氣中的二氧化碳。(2)若規(guī)定氣體的氣流方向從左到右，則組合試驗裝置時各件儀器的正確連接依次為(按從左到右依次寫明儀器的編號Ⅰ、Ⅱ……)Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ，各儀器接口的標號字母(a、b……)依次是空氣進入h，g接f，e接a，b接c。(3)裝置Ⅱ的作用是防止空氣中的水分和二氧化碳進入裝置Ⅰ。(4)操作中通空氣和加熱的依次為先通一段時間的空氣，再加熱Ⅰ裝置。解析：用金屬鈉和空氣制備純度較高的Na2O2，要避開生成的Na2O2與空氣中的水分和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，在制取過程中要除去這兩種雜質(zhì)，且要防止外界空氣中的水分和二氧化碳倒吸進入裝置。14．(10分)在肯定條件下用一般鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物。該氧化物又可以經(jīng)過此反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成顆粒很細的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請分別用如圖所示的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。試驗中必需運用一般鐵粉和6mol/L鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去)。填寫下列空白：(1)試驗進行時試管A中應(yīng)加入的試劑是一般鐵粉(或鐵粉)；燒瓶B的作用是作為水蒸氣發(fā)生器(或用來產(chǎn)生水蒸氣)；燒瓶C的作用是防止水倒吸(或用作平安瓶)；在試管D中收集得到的是氫氣。(2)試驗時U形管G中應(yīng)加入的試劑是堿石灰(或CaO等堿性干燥劑)；長頸漏斗H中應(yīng)加入6_mol/L鹽酸。(3)兩套裝置中，在試驗時須要加熱的儀器是(填該儀器對應(yīng)的字母)ABE。(4)試管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe3O4＋4H2eq\o(=,\s\up17(高溫))3Fe＋4H2O。(5)為了平安，在E管中的反應(yīng)發(fā)生前，在F出口處必需檢驗氫氣的純度；E管中的反應(yīng)起先后，在F出口處應(yīng)點燃氫氣。解析：從左圖看，用排水法收集的氣體應(yīng)是難溶性氣體，可推知是H2，所以左圖B是水蒸氣發(fā)生器，A中發(fā)生反應(yīng)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up17(△))Fe3O4＋4H2。C是平安瓶，防止停止加熱時，水槽中的水倒吸入A中使A試管炸裂。右圖是H2和鐵的氧化物反應(yīng)制取“引火鐵”的裝置，右圖Ⅰ是H2發(fā)生器，用鋅粒和6mol/L鹽酸反應(yīng)。在E試管加熱之前必需檢驗H2的純度，若H2中混有空氣，當達到爆炸極限時，則會發(fā)生爆炸。檢驗H2純度時，用試管在F口處收集H2，再進行檢驗。制得的H2必需干燥，否則還原出來的鐵又會跟水蒸氣反應(yīng)，生成鐵的氧化物。因此在H2發(fā)生裝置與還原鐵的氧化物之間加一個干燥裝置“U形管”，U形管內(nèi)可盛堿石灰、氧化鈣等堿性固體干燥劑，它既可干燥H2，又可除去混在H2中的氯化氫氣體。純凈的H2在E管內(nèi)還原Fe3O4，未參與反應(yīng)的H2從F口排出，并將它點燃。15．(10分)有人設(shè)計了如圖所示的試驗裝置，目的是做鈉與水反應(yīng)的試驗并驗證：①鈉的物理性質(zhì)；②鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？(1)當進行適當操作時，還需用的儀器有小試管。(2)操作方法是將大頭針向上抽，使鈉塊掉入水中，在玻璃管口處用小試管收集氣體。(3)試驗現(xiàn)象是金屬鈉熔成小球，浮在水面上游動，溶液變成紅色，將已收集了氣體的小試管靠近火焰時發(fā)出爆鳴聲。(4)本試驗?zāi)茏C明的鈉的物理性質(zhì)有熔點低，密度比水小，能證明鈉與水反應(yīng)生成的產(chǎn)物有氫氧化鈉、氫氣。(5)該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑。16．(11分)依據(jù)你對金屬鈉性質(zhì)的了解，回答下列問題：(1)關(guān)于鈉的敘述中，正確的是B。A．鈉是銀白色金屬，硬度很大B．將金屬鈉放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈加熱后金屬鈉猛烈燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，生成過氧化鈉C．金屬鈉在空氣中燃燒，生成氧化鈉D．金屬鈉的熔點很高(2)將一小塊鈉投入下列溶液中，既能產(chǎn)生氣體又會出現(xiàn)白色沉淀的是D。A．稀硫酸 B．硫酸銅溶液C．氫氧化鈉稀溶液 D．氯化鎂溶液(3)某課外活動小組為了檢驗鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物，設(shè)計如圖裝置(夾持裝置省略)。首先在U形管內(nèi)加入少量煤油和幾小塊鈉，再從U形管高端加入水(含有酚酞)，趕出空氣，一會兒后加熱銅絲。①金屬鈉的改變：與水猛烈反應(yīng)，在水和煤油的交界處上下浮動并漸漸變小。②U形管中溶液的顏色改變：從右到左，漸漸由無色變?yōu)榧t色，說明有NaOH生成。③銅絲的改變：由黑色變?yōu)榧t色，說明鈉和水反應(yīng)有H2生成。④若ag鈉與bmL水完全反應(yīng)，則所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是eq\f(40a,22a＋23b)×100%。解析：(1)A項中有關(guān)鈉的硬度的描述不正確；C項中鈉在空氣中燃燒的產(chǎn)物為過氧化鈉；D項中金屬鈉的熔點低。只有B項正確。(2)A項，Na與稀硫酸反應(yīng)生成H2，無沉淀生成；B項，Na與H2O反應(yīng)生成的NaOH能接著與CuSO4反應(yīng)生成Cu(OH)2藍色沉淀；C項，Na只與水反應(yīng)產(chǎn)生H2；D項，Na與H2O反應(yīng)生成的NaOH能接著與MgCl2反應(yīng)生成Mg(OH)2白色沉淀。(3)由于鈉的熔點低且密度小于水、大于煤油，故鈉位于水和煤油的交界處，與水發(fā)生反應(yīng)：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，生成的H2與CuO發(fā)生反應(yīng)：H2＋CuOeq\o(=,\s\up17(△))Cu＋H2O。鈉與水反應(yīng)得到NaOH溶液，則：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2×232×402