红对勾45分钟人教版化学必修1高中化学311.docx
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红对勾45分钟人教版化学必修1高中化学311
课后作业
一、选择题(每小题3分,共36分。
每小题有1~2个正确选项)
1.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:
①金属钠熔化 ②在空气中燃烧,放出紫色火花 ③燃烧后得到白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色的固体物质,描述正确的是( )
A.①② B.①②③
C.①④D.①④⑤
解析:
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淡黄色的过氧化钠;钠在空气中燃烧的火焰为黄色。
答案:
D
2.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块在足量氧气(常温)中充分反应,则下列说法正确的是( )
A.第一块钠失去电子多
B.两块钠失去电子一样多
C.第二块钠的反应产物质量大
D.两块钠的反应产物质量一样大
解析:
本题只涉及钠与氧气的反应。
钠在氧气中加热生成过氧化钠,不加热则生成氧化钠及少量过氧化钠,产物中的钠元素只显+1价。
解题时要抓住钠与氧气反应随温度不同产物不同,等质量的钠被氧化时失去相同数目的电子,等质量的钠生成过氧化钠时结合的氧多,产物质量大。
答案:
B
3.往烧杯内注入煤油和水各100mL,静置后将一小块钠投入烧杯内。
发生的现象是( )
A.钠沉到液柱1/2处,钠块下部有许多气泡放出,附有气泡的钠块徐徐上升到液体上部,一会儿又沉到液柱1/2处,如此反复多次,最后消失
B.钠块一直沉到烧杯底部,并停留在杯底,放出气泡,最后消失
C.钠块浮在液柱表面上,很快熔成一个闪亮的小球,小球四处游动,最后消失
D.钠块沉到液柱1/2处,很快熔成一个闪亮的小球,小球在液柱1/2处沿水平方向迅速游来游去,最后消失
解析:
因为钠比水轻,比煤油重,最初钠沉在液柱1/2处。
由于钠跟下层水反应产生H2,H2的冲力使钠徐徐上升至液柱上部,待H2放出后钠又沉于液柱1/2处,再跟下层水反应再上升,如此反复直至消失。
答案:
A
4.下列实验操作中,溶液里无固体析出的是( )
A.MgCl2溶液中加入Na的小颗粒
B.ca(OH)2饱和溶液中加入Na的小颗粒
C.KNO3稀溶液中加入Na的小颗粒
D.水中加入Na的小颗粒
解析:
四项实验操作中都有化学反应:
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,并且反应放出热量,使溶液温度升高。
由于Mg(OH)2难溶于水,所以在A项中还有化学反应:
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓。
B项中的Ca(OH)2溶液已是饱和的,温度升高Ca(OH)2的溶解度减少,反应又消耗水(溶剂),必有Ca(OH)2固体析出。
答案:
CD
5.把1.15gNa投入到9g水中,则溶液中水分子和Na+的物质的量之比是( )
A.1∶9B.9∶1
C.10∶1D.100∶1
解析:
n(Na)=0.05mol,与钠反应的n(H2O)=0.05mol,所以n(Na+)=0.05mol,最后溶液中的n(H2O)=9g÷18g·mol-1-0.05mol=0.45mol,
=9∶1。
答案:
B
6.将4.6g钠与1.6g硫粉迅速混合起来,并放在石棉网上加热,反应后生成的固体物质是( )
A.淡黄色固体混合物
B.硫与硫化物
C.过氧化钠与硫化钠
D.氧化钠与硫化钠
解析:
在加热条件下,钠既能与空气中的氧气反应生成过氧化钠,也能与S反应生成Na2S,4.6g钠与1.6g硫粉在反应时钠过量,所以最终的产物应为过氧化钠与硫化钠的混合物。
答案:
AC
7.某化学兴趣小组在实验室中探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。
他们在相同温度下,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,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中,正确的是( )
A.三种金属的活泼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
解析:
本题考查金属的活动性顺序,可根据金属与同浓度的酸反应的剧烈程度不同判断金属的活泼性,反应越剧烈的金属其活泼性越强。
A项,Ti在盐酸中比Mg放出气泡的速度慢,说明Ti的金属活泼性比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置换Cu成本较高;D项,由于Cu不如Mg活泼,Cu与MgCl2溶液不发生反应,故选D。
答案:
D
8.将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100mL1mol/L的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是( )
A.1∶2∶3B.6∶3∶2
C.3∶1∶1D.1∶1∶1
解析:
由题意知:
钠、镁、铝的物质的量均为0.3mol,n(HCl)=0.1L×1mol·L-1=0.1mol。
经分析知,钠、镁、铝与盐酸反应时,金属均过量,盐酸量不足。
当钠与盐酸反应时,盐酸完全反应后,钠还可以与水反应生成H2,产生H2的量以钠为准进行计算:
2Na~H2↑,故0.3mol钠反应放出H2为0.15mol;当镁、铝分别与盐酸反应时,产生H2的量以盐酸为准进行计算:
2HCl~H2↑,0.3mol镁、铝与HCl反应分别放出H20.05mol,故其体积比为3∶1∶1。
答案:
C
9.将23gNa、18gAl、56gFe分别投入盛有200g7.3%的盐酸中,结果正确的是( )
A.Na和盐酸反应最剧烈,产生的气体最多
B.Al和盐酸的反应速率仅次于钠,但产生的气体最多
C.铁和盐酸反应产生的气体比Na产生的多
D.反应结束时产生的气体一样多
解析:
金属越活泼与同浓度酸反应越剧烈,Na最活泼,A正确。
从产生H2量看,23gNa需HCl36.5g,实际HCl14.6g,明显不足,但Na还可与水反应产生H2,所以放出H2Na最多,B、C、D均不正确。
答案:
A
10.Mg、Al两种金属分别跟相同体积、相同浓度的稀H2SO4反应,同温同压下生成氢气的体积相同,则Mg、Al两种金属之间的量的关系一定正确的是( )
A.两个反应转移的电子数目相等
B.加入镁、铝的质量比为4∶3
C.金属溶解的物质的量相等
D.加入的两种金属的质量不等
解析:
发生以下反应:
Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑,2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑;同温同压下生成H2的体积相同,则两个反应转移电子数相等A对;设生成H2的物质的量为1mol,若两个反应中H2SO4均过量,则m(Mg)=24g,m(Al)=18g,m(Mg)∶m(Al)=4∶3,若两个反应中H2SO4均恰好完全反应,则加入的Mg和Al的质量可能相等也可能不相等,故一定正确的只有A项。
答案:
A
11.由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10g,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2L,则混合物中一定含有的金属是( )
A.锌 B.铁
C.铝D.镁
解析:
金属与水、酸或碱反应产生H2的量的关系为M~
H2,M代表某种金属,n代表金属化合价。
即1mol金属与水、酸或碱反应产生
mol的H2。
解法一:
用极值思想和上述金属与酸反应产生H2的关系式,很容易求解。
M~
H2⇒
由此很快算出,产生标准状况下11.2L的H2时,需要各金属的质量分别是m(Zn)=32.5g,m(Fe)=28g,m(Mg)=12g,m(Al)=9g<10g。
只有当Al与其他任意一种金属混合才可能产生标准状况下的H211.2L。
解法二:
也可以用求平均相对原子质量的方法解答。
先假定化合价为+2价,求出金属混合物的平均相对原子质量:
10∶
r=11.2∶22.4,则
r=20,而锌、铁、镁的相对原子质量均大于20,铝作为+2价时,相对原子质量可算作27×
=18<20,则必含有铝。
答案:
C
12.在托盘天平的两个盘上分别放置等质量的两个烧杯,调节天平平衡,在两个烧杯中分别放入等浓度、等质量的稀盐酸,再分别加入23g钠和24g镁。
充分反应后,下列说法正确的是( )
A.若盐酸过量,则天平仍平衡
B.若盐酸过量,则放钠的一端轻
C.若盐酸不足,则放镁的一端重
D.若盐酸不足,则天平仍平衡
解析:
本题并没有明确给出稀盐酸的量,所以金属Mg或Na与之反应时有两种情况,一是金属过量,二是盐酸过量。
(1)当盐酸过量时:
23g钠完全反应时,
2Na+2HCl===2NaCl+H2↑ Δm(溶液增加的质量)
462
23g1g (23-1)=22g
24g镁完全反应时,
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ Δm(溶液增加的质量)
242
24g2g (24-2)=22g
可以看出,当盐酸过量时,天平两端质量增加量相等,天平仍然平衡,A项正确。
(2)当盐酸少量(即金属过量)时,实际上因为钠能够和水反应,23g钠可能完全反应,放钠的一端增加质量为22g,而镁过量时不会继续和水反应,产生的H2一定少于2g,其质量增加量必大于22g,故放镁的一端重,C项正确。
答案:
AC
二、填空题(共64分)
13.(15分)
(1)分别取Wg钠、镁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是________。
(2)分别取0.1mol钠、镁、铝与足量的盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是________。
(3)若产生相同物质的量的氢气,所需钠、镁、铝的质量比为__
____。
(4)若产生相同体积(同温同压下)的氢气,所需钠、镁、铝的物质的量比为________。
(5)若将0.2mol钠、镁、铝分别投入到10mL1mol·L-1的盐酸中,在标准状况下,产生氢气体积的大小顺序是________。
解析:
钠、镁、铝与盐酸反应的化学方程式:
2Na+2HCl===
2NaCl+H2↑,Mg+2HCl===MgCl2+H2↑,2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑以及2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
(1)置换出1molH原子需Na、Mg、Al的质量分别为23g、12g、9g,则Wg金属置换出H2的物质的量比(体积比)为
∶
∶
=
∶
∶
。
(2)Na、Mg、Al三种金属与盐酸反应后化合价分别为+1,+2,+3,故相同物质的量的三种金属与酸完全反应产生H2体积比为1∶2∶3。
(3)由解析
(1)可知产生相同物质的量的H2需Na、Mg、Al的质量比为23∶12∶9。
(4)若要制取3molH2(6molH原子,6是1,2,3的最小公倍数),需Na、Mg、Al的物质的量分别为6mol,3mol,2mol。
故比值为6∶3∶2。
(5)因n(HCl)=0.01mol,三种金属均过量,故过量的Na与H2O完全反应产生H2最多,Mg、Al产生H2一样多。
答案:
(1)
∶
∶
(2)1∶2∶3
(3)23∶12∶9 (4)6∶3∶2
(5)Na>Al=Mg
14.(10分)A、B、C是中学化学中常见的单质,常温下甲、乙两种化合物分别是黑色固体和无色液体,这些化合物和单质之间有如图所示关系。
据此判断:
(1)元素A有可变化合价,则单质A是______,化合物甲是____
____。
(2)写出反应①②③的化学方程式。
①__________________________________________________;
②__________________________________________________;
③__________________________________________________。
解析:
A有可变化合价且与B点燃后得黑色固体甲,因此可假设A元素为Fe,点燃条件下与O2反应可生成黑色Fe3O4,同时与无色液体H2O生成H2,而Fe3O4在高温下能被H2还原得到Fe和H2O,与题意相符。
答案:
(1)Fe Fe3O4
(2)①3Fe+2O2
Fe3O4
②3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2↑
③Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O
15.(12分)根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题。
(1)下列关于钠的叙述中,正确的是________(填字母序号)。
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,发出黄色火焰,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Fe2(SO4)3溶液中会产生红褐色沉淀。
你能解释这一现象吗?
__________________________________________。
答案:
(1)B
(2)氧气 水蒸气 煤油 氧气、水蒸气 (3)将钠投入Fe2(SO4)3溶液中,首先发生反应:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,生成的NaOH再与Fe2(SO4)3反应:
6NaOH+Fe2(SO4)3===
3Na2SO4+2Fe(OH)3↓,所以观察到有红褐色沉淀生成。
该反应的总反应方程式可以表示为:
6Na+6H2O+Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓+3Na2SO4+3H2↑。
16.(15分)
(1)如图甲所示装置,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)某班同学用如图乙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,观察广口瓶内水面的变化情况。
①上述实验过程中发生反应的化学方程式为
__________________________________________________。
②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,乙同学的广口瓶内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 4Na+O2===2Na2O
(2)①2Na+O2
Na2O2 ②abcd
17.(12分)某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究,总结出两个可以生成H2的反应:
①Zn+盐酸;②Na+水。
为点燃钠与水反应生成的H2,他们设计了如图所示装置,请回答下列问题:
(1)写出Na与H2O反应的化学方程式___________________。
(2)实验小组在点燃用上述装置制得的H2时,①实验获得成功,②却失败了。
他们分析认为失败的原因是Na与H2O的反应太快,Na的用量太小。
于是他们准备增加钠的用量,可老师说太危险,你认为产生危险的原因是_____________________________。
(3)实验小组查阅钠、煤油、水的密度分别为0.97g·cm-3、0.80g·cm-3、1.00g·cm-3,并据此对实验进行改进。
①请画出改进后的装置示意图。
②在改进后的实验中H2的生成速率减慢,原因是_________。
解析:
Na与H2O的反应产物是NaOH和H2,反应速率
很快,并放出大量的热,Na的用量多容易发生爆炸。
由于ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水),故钠块放入后将落在煤油和水的分界处。
钠与水反应,有氢气生成,氢气推动钠块上浮,当氢气逸出后,钠块又下沉到煤油与水的分界处与H2O发生反应,重复发生上述现象,从而减慢了Na与H2O的反应速率。
答案:
(1)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
(2)钠与水反应放出大量的热,使试管内H2与O2的混合气体发生爆炸
(3)①如图所示
②钠比水轻,比煤油重,落在煤油与水的分界处。
钠与H2O反应产生的H2使钠浮起,脱离水面,反应停止;当钠表面的H2逸出,钠又回落,与水反应,如此反复,减慢了Na与H2O的反应速率
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