高中化学 31 金属与非金属水酸和盐的反应第1课时练习 新人教版必修1Word格式.docx
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4.钠与氧气反应的实验探究
实验操作
实验现象
(1)新切开的钠具有银白色金属光泽,在空气中其表面很快变暗;
(2)钠受热先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成一种淡黄色固体
实验结论及反应方程式
(1)钠通常保存在石蜡油或煤油中。
(2)钠在空气中可被迅速氧化生成Na2O,反应方程式为4Na+O2===2Na2O;
(3)钠与O2在加热时剧烈反应生成Na2O2,反应方程式为:
2Na+O2
Na2O2。
5.铝与氧气的反应
实验原理
(1)空气中久置的铝箔
铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝不能滴落
构成铝表面氧化膜的Al2O3熔点很高(比铝高),包在铝的外面,使液态铝不能滴落
(2)用砂纸打磨的铝箔
发生反应4Al+3O2
2Al2O3,生成的Al2O3包在铝的外面,使液态铝不能滴落
6.金属与其他非金属的反应
金属与Cl2、S等物质反应生成相应的氯化物、硫化物。
7.金属与酸的反应
非氧化性酸(盐酸或稀硫酸)和金属活动性顺序表中氢以前的金属反应生成盐和氢气,如Zn、Fe和稀盐酸反应的离子方程式分别为Zn+2H+===Zn2++H2↑,Fe+2H+===Fe2++H2↑。
8.金属与水的反应
(1)钠与水的反应。
反应的化学方程式:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
(2)铁与水的反应:
通常铁与冷水和热水均不反应,但铁可与水蒸气反应。
①实验装置。
②实验操作与现象:
用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声,证明生成了H2。
③实验结论。
反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
(时间20分钟,满分30分)
知识点一 金属的活动性
1.(双选)下列关于金属的叙述中正确的是( )
A.所有的金属都是固态的
B.金属一般具有导电性、导热性和延展性
C.金属单质在化学反应中失去电子,作还原剂
D.金属元素在自然界中是以化合态存在的
答案:
BC
解析:
A项不正确,大多数金属在常温下为固态,个别金属(如汞)为液态;
D项不正确,绝大多数金属元素在自然界中是以化合态存在的,极少数化学性质不活泼的金属以游离态存在,如Au等。
2.金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。
某化学兴趣小组在实验室中探究Ti、Mg、Cu的活动性顺序。
他们在相同的温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象如下:
金属
Ti
Mg
Cu
金属表面现象
放出气泡速度缓慢
放出气泡速度快
无变化
下列有关三种金属的说法正确的是( )
A.三种金属的活动性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径
D.Cu和MgCl2溶液不发生化学反应
D
可根据金属与同浓度的酸反应时,反应程度的不同判断金属的活动性,反应剧烈的金属其活动性较强。
A项,Ti在盐酸中比Mg放出气泡的速度慢,说明Ti的金属活动性比Mg弱;
B项,由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应,故不能用此法提纯金属钛;
C项,由于Ti是较为昂贵的金属,用Ti制造Cu经济上不划算;
D项,由于Cu不如镁活泼,Cu不与MgCl2溶液发生反应,故选D。
知识点二 金属与非金属的反应
3.下列说法错误的是( )
A.钠在空气中燃烧时先熔化,再燃烧,所得产物是Na2O2
B.镁因在空气中形成了一层致密的氧化膜,保护了内层的镁,故镁不像钠一样需要特殊保存
C.铝制品在生活中非常普遍,是因为铝不活泼
D.因为铁在潮湿的空气中生成的氧化物疏松,不能保护内层金属,故铁制品往往需要涂保护层
C
铝是比较活泼的金属,在自然界中只能以化合态存在。
铝制品有很好的稳定性,是由于表面上覆盖了一层致密的氧化物(Al2O3)薄膜,使铝不能进一步与氧气或水作用。
铝在空气中易形成致密的氧化膜而具有抗腐蚀性,日常生活中的铝制品是采用了特殊工艺将氧化膜变厚,使其抗腐蚀性能更好,而不是因为铝不活泼。
4.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:
①金属钠先熔化;
②在空气中燃烧,放出黄色火花;
③燃烧后得白色固体;
④燃烧时火焰为黄色;
⑤燃烧后生成淡黄色固体物质。
其中描述正确的是( )
A.①②B.①②③
C.①④D.①④⑤
Na与O2反应常温下生成Na2O,为白色固体;
加热时生成Na2O2,为淡黄色固体,反应条件不同,产物不同。
钠的熔点只有97.81℃,受热时立即熔化。
钠是一种很活泼的金属,受热时与氧气化合生成过氧化钠,呈淡黄色。
钠在空气中燃烧的火焰为黄色。
知识点三 金属与酸和水的反应
5.在烧杯中加入水和苯(密度:
0.88g·
cm-3)各50mL,将一小粒金属钠(密度:
0.97g·
cm-3)投入烧杯中。
观察到的现象可能是( )
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上、下跳动
钠的密度比水的密度小,比苯的密度大,苯在上层,水在下层,投入金属钠,则钠在苯与水的界面处反应,生成H2,H2推动金属钠上、下跳动,D项正确。
6.将铁片放入下列溶液中,铁片溶解,溶液质量减轻的是( )
A.稀硫酸B.硫酸铜溶液
C.稀盐酸D.AlCl3溶液
B
铁片与稀硫酸反应:
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,溶液质量增加,A项错误;
铁片与硫酸铜溶液反应:
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,溶液质量减少,B项正确;
铁片与稀盐酸反应:
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,溶液质量增加,C项错误;
铁片与AlCl3溶液不反应,D项错误。
7.等体积、等物质的量浓度的稀硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加入等质量的铝,生成氢气的体积之比为5∶6,则甲、乙两烧杯中的反应情况是( )
A.甲、乙中都是铝过量
B.甲中铝过量、乙中碱过量
C.甲中酸过量、乙中铝过量
D.甲中酸过量、乙中碱过量
假设甲、乙中产生氢气的物质的量分别为5mol、6mol,根据2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑可知,甲中参加反应的Al为
mol、H2SO4为5mol,乙中参加反应的铝为4mol,NaOH为4mol,故酸、碱均为5mol、Al为4mol,因此甲中铝过量、乙中碱过量。
8.某溶液中加入铝粉,有H2放出,在该溶液中一定能大量共存的离子组是( )
A.K+、Mg2+、Cl-、SO
B.Na+、NH
、SO
、HCO
C.Na+、K+、SO
、Cl-
D.K+、Na+、NO
、CO
该溶液可能为酸性溶液,也可能为强碱性溶液。
A项,Mg2+不能在强碱性溶液中大量存在;
B项,NH
不能在强碱性溶液中大量存在,HCO
在酸性溶液、强碱性溶液中均不能大量存在;
D项,CO
在酸性溶液中不能大量存在。
9.在常温下,Fe与水并不发生反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。
应用如图所示装置,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)写出Fe与水蒸气反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验前必须对整套装置进行的操作是________________________________________________________________________
(3)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是________________________________________________________________________。
(4)干燥管中盛装的物质可以是________,作用是
(5)试管中收集到的气体是________,若要在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________________________________________________________________________。
(1)3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
(2)检查装置的气密性 (3)为实验提供水蒸气 (4)碱石灰(合理即可) 干燥反应产生的H2 (5)H2 验纯 防止点燃时氢气因混有氧气而爆炸
(1)反应物和生成物均有气体,故化学方程式中不用“↑”符号。
(2)实验前要检查装置的气密性。
(3)反应物中水的状态是气态,故该装置的作用是为实验提供水蒸气。
(4)干燥管中的物质主要用来干燥氢气,常见的固体干燥剂均可。
课后作业·
速达标
时间:
30分钟 满分100分
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.下列关于金属的叙述正确的是( )
A.金属都易失去电子
B.金属元素在自然界中都以化合态形式存在
C.所有金属都能与酸反应生成氢气
D.金属具有导电性、导热性和延展性
有些金属不易失去电子,如Au、Pt,A项错误;
Au、Pt等金属在自然界中主要以游离态形式存在,B项错误;
活动性排在氢以后的金属不能与酸反应产生氢气,C项错误。
2.从煤油中取出钠块的正确操作是( )
A.用手指捏B.用镊子夹
C.用纸槽取D.用滴管吸
用镊子从煤油中夹取一小块钠。
3.2.3g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5g固体,由此可判断出产物是( )
A.Na2O
B.Na2O2
C.Na2O和Na2O2的混合物
D.无法确定
n(Na)=
=0.1mol,n(O)=
=0.075mol,n(Na)∶n(O)=0.1∶0.075=4∶3,故产物为Na2O和Na2O2的混合物。
4.取一块用砂纸打磨过的铝箔在空气中加热至熔化,下列说法不正确的是( )
A.铝表面失去光泽
B.剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
C.熔化的铝不滴落
D.在加热熔化过程中生成了氧化铝
用砂纸打磨过的铝箔在空气中加热,表面生成氧化铝,由于氧化铝的熔点比铝的熔点高,故铝熔化但不滴落,铝箔燃烧不能生成黑色固体。
5.将一小块金属钠投入到滴有紫色石蕊试液的盛冷水的烧杯中,甲同学认为可以观察到下列实验现象,其中正确的有( )
①钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面 ②钠立即与水反应,并有气体产生 ③反应后溶液变红 ④钠熔化成闪亮的小球 ⑤小球在水面上四处游动 ⑥有“嘶嘶”的响声发出
A.①②③④B.②③④⑤
C.②④⑤⑥D.③④⑤⑥
6.已知A、B、C是单质,且C是绿色植物光合作用的产物之一,X、Y是化合物,它们之间的转化关系如下图(反应条件略)。
下列A、B间的对应关系不正确的是( )
A.A是铝,B是铁
B.A是碳,B是硅
C.A是氢气,B是铜
D.A是钠,B是氢气
铝与四氧化三铁反应生成氧化铝和铁,铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,铝与氧气反应生成氧化铝,A选项正确;
碳与二氧化硅反应生成硅和一氧化碳,硅在氧气中燃烧生成二氧化硅,过量的碳与氧气反应生成一氧化碳,B选项正确;
氢气与氧化铜反应生成水和铜,氢气与氧气反应生成水,铜在氧气中加热生成氧化铜,C选项正确;
钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢气在氧气中燃烧生成水,但是钠与氧气反应生成氧化钠或过氧化钠,不能生成氢氧化钠,D选项错误。
7.向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象符合图中的( )
A
8.(双选)能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.钠与水反应:
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
B.钠与CuSO4溶液反应:
2Na+Cu2+===Cu+2Na+
C.钠与盐酸反应:
Na+2H+===Na++H2↑
D.钠跟氯化钾溶液反应:
AD
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:
2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。
C中电荷不守恒。
9.(双选)下列叙述中不正确的是( )
A.铝的化学性质很活泼,在空气中极易锈蚀
B.铝是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现出还原性
C.铝条投入CuSO4溶液中无明显现象
D.铝箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的铝并不滴落
AC
10.将金属Cu投入金属A的盐溶液中,观察到Cu的表面出现银白色物质;
金属B投入稀硫酸中,观察到B的表面有气泡产生。
下列关于金属A、B、Cu活动性的叙述正确的是( )
A.B>
Cu>
AB.A>
C.B>
A>
CuD.A>
B>
在金属活动性顺序表中,排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来,反之则不能,Cu能和A的盐溶液反应,Cu应排在A前面,B能和稀硫酸反应,说明B排在氢前面,一定排在Cu前面,故选A。
二、非选择题(本题包括5小题,共50分)
11.(10分)镁、铝、铁在日常生活中有较为广泛的用途。
(1)镁在空气中燃烧时,发出耀眼的白光,故可用来制造镁闪光灯,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
(2)铁丝在氧气中燃烧时所发生反应的化学方程式为________,铁丝在空气中生锈是因为铁跟________发生了反应。
(3)铝箔餐盒及铝箔托盘适用于航空食品包装和蛋糕烘焙。
铝箔耐腐蚀的原因是________________________________________________________________________
________(用化学方程式解释)。
(1)2Mg+O2
2MgO
(2)3Fe+2O2
Fe3O4 氧气、水 (3)4Al+3O2===2Al2O3
(1)镁在空气中燃烧的化学方程式为2Mg+O2
(2)铁丝在氧气中剧烈燃烧,生成Fe3O4,铁丝在空气中生锈是因为铁跟氧气、水发生了反应。
(3)铝箔耐腐蚀是因为铝与空气中的氧气发生反应4Al+3O2===2Al2O3,铝表面生成致密的氧化膜,从而保护了内部金属。
12.(10分)有A、B、C、D四种常见的金属单质,A在空气中燃烧生成淡黄色固体;
B为红色固体,锈蚀时变为绿色;
C在空气中加热熔化但不滴落;
D在氧气中燃烧,火星四射。
根据以上信息回答下列问题:
(1)写出对应化学式.A________,B________,C________,D________。
(2)A在室温下与氧气反应时生成________,D在空气中锈蚀生成________。
(3)写出下列化学方程式:
①A在空气中燃烧________________________________________________________________________;
②B与氧气在加热条件下反应________________________________________________________________________;
③C在氧气中燃烧________________________________________________________________________。
(1)Na Cu Al Fe
(2)Na2O Fe2O3 (3)①2Na+O2
Na2O2 ②2Cu+O2
2CuO ③4Al+3O2
2Al2O3
根据已知信息,可推断出A为Na,B为Cu,C为Al,D为Fe。
13.(10分)某研究性学习小组为探究铝与氧气能否反应,做了如下实验:
(1)甲同学用坩埚钳夹持一小块铝箔(厚约0.1mm),在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动,观察到的现象是铝箔熔化失去光泽,熔化的铝并不滴落,好像有一层膜兜着,其原因是________________________________________________________________________
(2)乙同学取另一块铝箔,用砂纸仔细打磨,除去表面的保护膜,再用坩埚钳夹持在酒精灯上加热至熔化,观察到的现象与
(1)中相同,其原因是________________________________________________________________________
(3)丙同学积极改进实验,终于观察到铝在空气中燃烧的现象,他的实验方案是________________________________________________________________________
(1)铝熔化而氧化铝薄膜未熔化,包在了液态铝的外面
(2)除去氧化膜的铝在加热过程中又很快生成了一层新的氧化铝保护膜 (3)将铝粉撒到酒精灯火焰上(增大铝与空气的接触面积)或将铝箔略卷,尖端夹一根火柴,然后将火柴引燃,把火柴和铝箔一起伸入到装有氧气的集气瓶中(提高反应的温度)
铝与氧气反应时在铝表面生成一层致密的氧化膜,对内部金属起到保护作用。
14.(10分)某班同学用如图所示的装置测定空气里氧气的含量。
燃烧匙上放适量钠,烧杯中装满水,先用弹簧夹夹住橡胶管。
点燃钠,伸入瓶中并塞入瓶塞。
等钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。
(1)写出燃烧匙中发生反应的化学方程式:
____________________________,生成物中氧元素化合价为________价;
若将钠暴露于空气中,生成物中氧元素化合价为________价。
(2)实验完毕,广口瓶内水面上升明显小于空气体积的
,对这一现象解释正确的是________。
a.该同学可能未塞紧瓶塞,导致钠熄灭时外界空气进入瓶内
b.该同学可能使用钠的量不足
c.该同学可能没夹紧弹簧夹,钠燃烧时部分空气受热从导管逸出
d.该同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞前瓶内部分空气受热逸出
(1)2Na+O2
Na2O2 -1 -2
(2)a、b
(1)钠燃烧时生成Na2O2,反应的化学方程式为2Na+O2
Na2O2,Na2O2中氧气元素显-1价;
若是钠暴露于空气中,则生成Na2O,氧元素为-2价。
(2)若实验中广口瓶内空气中O2完全消耗,则水面上升为空气体积的
,而今水面上升小于空气体积的
,可能是未塞紧瓶塞,导致钠熄灭时部分空气进入瓶中,也可能钠的用量不足,未完全耗尽广口瓶中的氧气,a、b正确;
而c、d两项会导致广口瓶中水面上升大于空气体积的
。
15.(10分)A、B、C是中学化学中常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去):
O2
(1)若A是一种金属,C是淡黄色固体,则B的化学式为________,A→C反应的化学方程式为
(2)若A是一种非金属,其常见单质为黑色固体,C是最主要的温室气体,则C的化学式为________,B→C反应的化学方程式为________________________________________________________________________
A和C是否能反应?
________(填“能”或“不能”),若能,写出反应的化学方程式:
______________________________。
(若不能,此空不填)
(1)Na2O 2Na+O2
Na2O2
(2)CO2 2CO+O2
2CO2 能 C+CO2
2CO
(1)根据C为淡黄色固体,推知C为Na2O2,则B为Na2O,A为Na,A→C的反应为2Na+O2
(2)根据C是最主要的温室气体,推知C为CO2,则A为C,B为CO,A与C能反应,化学方程式为C+CO2
2CO。
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