课件23张PPT。第三章
金属及其化合物课
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习第一节 金属的化学性质
课时作业1——金属与非金属、酸、水的反应撷取百家精妙·荟萃时代品牌 谢谢观赏！
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限时：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题3分，共36分。)
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．①④ D．①④⑤
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
3.往烧杯内注入煤油和水各100 mL，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
4．(双选)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
5．把1.15 g Na投入到9 g水中，则溶液中水分子和Na＋的物质的量之比是( )
A．1∶9 B．9∶1
C．10∶1 D．100∶1
6．下列叙述正确的是( )
A．铝表面易形成一层致密的氧化膜保护层，故铝可以广泛用于制造炊具和包装食品
B．5.6 g Fe在纯氧中燃烧和与足量水蒸气反应，转移电子的物质的量均为 mol
C．金属钠在空气中燃烧得到白色固体
D．钠、镁等活泼金属着火时，可直接用水灭火
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
8．将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol/L的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是( )
A．1∶2∶3 B．6∶3∶2
C．3∶1∶1 D．1∶1∶1
9．将23 g Na、18 g Al、56 g Fe分别投入盛有200 g 7.3%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
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
11．由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是( )
A．锌 B．铁
C．铝 D．镁
课后作业
1．D。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。
2．B。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。
3．A。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。
4．CD。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。
5．B。n(Na)＝0.05 mol，与钠反应的n(H2O)＝0.05 mol，所以n(Na＋)＝0.05 mol，最后溶液中的n(H2O)＝9 g÷18 g·mol－1－0.05 mol＝0.45 mol，＝9∶1。
6．B。人体摄入过多铝会导致老年性痴呆，A错误；Fe在纯氧中燃烧和与水蒸气反应均生成Fe3O4,1 mol Fe参与反应转移 mol电子，5.6 g(0.1 mol)Fe转移 mol电子，B正确；金属钠在空气中燃烧得到淡黄色Na2O2，C错误；钠、镁等活泼金属能与H2O反应放出H2，故钠、镁等活泼金属着火时，不能用水灭火，D错误。
7．D。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。
8．C。由题意知：钠、镁、铝的物质的量均为0.3 mol，n(HCl)＝0.1 L×1 mol·L－1＝0.1 mol。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0.3 mol钠反应放出H2为0.15 mol；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↑，0.3 mol镁、铝与HCl反应分别放出H2 0.05 mol，故其体积比为3∶1∶1。
9．A。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，23 g Na需HCl 36.5 g，实际HCl 14.6 g，明显不足，但Na还可与水反应产生H2，所以放出H2 Na最多，B、C、D均不正确。
10．A。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1 mol，若两个反应中H2SO4均过量，则m(Mg)＝24 g，m(Al)＝18 g，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。
11．C。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1 mol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11.2 L的H2时，需要各金属的质量分别是m(Zn)＝32.5 g，m(Fe)＝28 g，m(Mg)＝12 g，m(Al)＝9 g＜10 g。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H2 11.2 L。
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。
12.(双选)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23 g钠和24 g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
二、填空题(共64分)
13．(15分)(1)分别取W g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0.1 mol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0.2 mol钠、镁、铝分别投入到10 mL 1 mol·L－1的盐酸中，在标准状况下，产生氢气体积的大小顺序是________。
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__________________________________________________。
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？____________________________________________。
16．(15分)某同学利用下图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。
请回答下列问题：
(1)硬质试管中湿棉花的作用是________。
(2)铁与水蒸气的反应中，氧化剂是________(填化学式，下同)，还原剂是________。
(3)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。
假设1：只有Fe；
假设2：只有________(填化学式)；
假设3：既有Fe也有Fe3O4。
(4)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6 g，反应后固体物质的质量为6.6 g。从上述数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成为________。
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0.97 g·cm－3、0.80 g·cm－3、1.00 g·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______________________________。
课后作业
12.AC。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：
23 g钠完全反应时，
2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ Δm(溶液增加的质量)
46 2
23 g 1 g (23－1)＝22 g
24 g镁完全反应时，
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ Δm(溶液增加的质量)
24 2
24 g 2 g (24－2)＝22 g
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，23 g钠可能完全反应，放钠的一端增加质量为22 g，而镁过量时不会继续和水反应，产生的H2一定少于2 g，其质量增加量必大于22 g，故放镁的一端重，C项正确。
13．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1 mol H原子需Na、Mg、Al的质量分别为23 g、12 g、9 g，则W g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3 mol H2(6 mol H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6 mol,3 mol,2 mol。故比值为6∶3∶2。
(5)因n(HCl)＝0.01 mol，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．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＋2O2Fe3O4
②3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2↑
③Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O
15．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．解析：(1)硬质试管中的湿棉花受热时可产生水蒸气，故硬质试管中湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气。
(2)根据化学方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，Fe在反应中失去电子作还原剂，H2O在反应中得到电子作氧化剂。
(3)若Fe没有反应，则固体物质为Fe；若Fe部分反应，则固体物质为Fe与Fe3O4的混合物；若Fe全部反应，则固体物质为Fe3O4。
(4)若5.6 g Fe完全反应，应得到 mol Fe3O4，其质量约为7.7 g，而实验测得反应后固体物质的质量为6.6 g，说明Fe部分反应，故反应后的硬质试管中固体物质为Fe和Fe3O4的混合物。
答案：(1)提供反应需要的水蒸气 (2)H2O Fe
(3)Fe3O4 (4)Fe和Fe3O4
17．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
课 堂 练 习
1．下列关于金属钠的叙述中正确的是( )
A．钠在空气中能发生缓慢氧化而自燃
B．金属钠可保存在煤油中，也可保存在CCl4中
C．钠能和CuSO4溶液反应置换出Cu
D．钠投入到水中立即熔化成小球，说明其熔点低，且钠与水的反应是放热反应
2．下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是( )
A．Al是地壳中含量最多的金属元素
B. Al是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现还原性
C．铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧
D．铝箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的Al并不滴落
3．等质量的钠、镁、铝分别与足量的盐酸反应，产生H2的质量由大到小的排列顺序正确的是( )
A．Al、Mg、Na B．Mg、Al、Na
C．Na、Mg、Al D．Na、Al、Mg
4.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A．钠和水反应：Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑
B．钠投入足量盐酸中：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
C．铁和稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．钠投入氯化铁溶液中：3Na＋Fe3＋===3Na＋＋Fe
5．下列说法中，错误的是( )
A．钠在空气中加热时，先熔化，再燃烧，燃烧所得产物为Na2O2
B．镁因在空气中形成一薄层致密的氧化膜保护了里面的镁，故镁不需要像钠一样做特殊保护
C．铝制品在生活中非常普遍，是因为铝不活泼
D．铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松多孔，不能保护内层金属，故铁制品往往需要加保护层
6．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是( )
A．HCl B．NaOH
C．K2SO4 D．CuSO4
7．将2.3 g金属钠投入100 g水中，反应结束后，下列表示的溶液中溶质的质量分数计算式中，正确的是( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
8．有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体；B也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体。根据以上信息回答下列问题：
(1)写出化学式A___________；B___________；
C____________。
(2)写出化学方程式
①A在空气中燃烧______________；
②C与水蒸气反应_____________________________________；
③A与水反应________________________________________。
9．红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题：
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式________________________________________。
(2)干燥管C内盛放的药品是________和______(填化学式)。干燥管的________(填“m”或“n”)端与g导管相连接。
(3)在D处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。
(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象_____________________________________________。
课堂练习
1．D。钠在空气中能发生缓慢氧化但不会自燃；钠的密度小于CCl4的密度，不能保存在CCl4中；钠放入CuSO4溶液中，钠先与水发生反应生成NaOH，NaOH可与CuSO4发生反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，不会将Cu置换出来；钠与水反应放热且钠熔点低，故钠熔化成小球。
2．C。Al是活泼金属，其原子结构为，易失去最外层电子，有较强的还原性，Al的熔点较低(660 ℃)，但其氧化物的熔点很高(2 050 ℃)，所以铝箔加热时，Al熔化，但被氧化膜包住不会滴落。
3．A。金属与酸反应要先比较金属与酸的量，应按少量的物质计算产生H2的量。因与足量的盐酸反应，则金属全部反应产生H2。根据电子得失守恒，Na、Mg、Al产生的H2分别为×1、×2、×3。故产生H2的质量由大到小应为Al、Mg、Na。
4．B。A项，配平错误；C项，铁与酸反应生成的是Fe2＋；D项，Na会与水反应，所以在溶液中不能置换出其他金属。
5．C。
6．D。在A、B、C三个选项中只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，故反应后溶液质量减轻。
7．B。2.3 g钠投入水中产生的氢氧化钠为4 g，产生的氢气为0.1 g，即溶质为4 g，溶液质量为(100＋2.3－0.1)g。
8．(1)Na Mg Fe
(2)①2Na＋O2Na2O2
②3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
③2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
9．解析：本题以氢气的干燥、收集、检验为载体，综合考查同学们对实验基本操作、仪器使用的掌握程度及实验的设计能力。考虑到H2的密度比空气的小，因此可采用向下排空气法收集，检验H2可采用“爆鸣”实验。
答案：(1)3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
(2)CaCl2 CaO n
(3)
(4)用拇指堵住试管口，试管口向上，靠近酒精灯火焰，松开拇指，能燃烧或发出爆鸣声，说明收集的是H2
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限时：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题3分，共39分。)
1．a g钠、铝的混合物，放入b g水中，反应停止后剩余固体c g，则反应后溶液中的溶质为( )
A．NaOH B．NaAlO2
C．NaOH和NaAlO2 D．无法确定
2．若3.6 g某金属与足量盐酸充分反应，放出4.48 L(标准状况)H2，则该金属是( )
A．Al B．Mg
C．Fe D．Zn
3．将5.4 g Al投入到200.0 mL 2.0 mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为( )
A．HNO3溶液 B．Ba(OH)2溶液
C．H2SO4溶液 D．HCl溶液
4．在常温下，将铝分别放入下列溶液中，溶液的质量会减小的是( )
A．稀盐酸 B．氢氧化钾溶液
C．硫酸铜溶液 D．食盐水
5．Al溶于NaOH溶液中，4 mol Al失去的电子全被水获得。作为氧化剂的H2O的物质的量为( )
A．1 mol B．3 mol
C．4 mol D．6 mol
6．等物质的量的Fe、Mg、Al与同体积、同浓度的HCl反应，产生H2的体积相同(相同状况)，下列判断正确的是( )
A．反应掉的三种金属的质量相等
B．反应后三种金属质量相等
C．所用盐酸均过量
D．三种金属可以都有剩余
7.关于化学反应：mM＋nN===pP＋qQ(M、N、P、Q表示物质的化学式，m、n、p、q为化学方程式中的化学计量数)，下列说法中不正确的是( )
A．如果质量为a的M与质量为b的N恰好完全反应，那么生成的P和Q的质量之和一定等于(a＋b)
B．参加反应的M和N中的原子数之和一定等于生成的P和Q的原子数之和
C．(m＋n)不一定等于(p＋q)
D．M和N中的元素种类，不一定等于P和Q中的元素种类
8．甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液中，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＝1∶2，则加入的铝粉质量为( )
A．5.4 g B．3.6 g
C．2.7 g D．1.8 g
9．等质量的两份铝分别与适量的稀H2SO4和NaOH溶液完全反应，若消耗两溶液的体积相同，则稀H2SO4与NaOH溶液的物质的量浓度之比为( )
A．3∶2 B．2∶3
C．2∶1 D．1∶2
10．在加入铝粉能放出氢气的无色溶液中，下列各组离子可能大量共存的是( )
A．Na＋、K＋、AlO、CO
B．Ag＋、Cu2＋、NO、Cl－
C．Mg2＋、Fe3＋、Cl－、SO
D．NH、K＋、SO、CO
11．等量的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．2 mol·L－1H2SO4溶液
B．3 mol·L－1CuSO4溶液
C．6 mol·L－1KOH溶液
D．3 mol·L－1Ba(OH)2溶液
12．将铁加入到100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为V L(标准状况)，将铝加入到100 mL、2 mol·L－1的NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体为3V L。下列说法正确的是( )
A．原铁和铝的物质的量相等
B．原盐酸的浓度为2 mol·L－1
C．铁加入盐酸中的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．盐酸与氢氧化钠的物质的量浓度之比为1∶3
13．将Fe、Al的混合物加入到足量氢氧化钠溶液中，充分反应后过滤，再将过滤得到的固体加入到足量的硫酸铜溶液中，充分反应后过滤得到的固体质量正好与原固体质量相等，则原固体中Al的质量分数为( )
A. 14.3% B. 12.5%
C. 87.5% D．无法计算
二、填空题(共37分)
14．(10分)某无色透明溶液与金属铝反应放出H2。试判断下列离子：Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO、SO、HCO、OH－、NO，何者能大量存在于下列溶液中？
(1)当生成Al3＋时，能大量存在的是_______________________。
(2)当生成AlO时，能大量存在的是______________________。
课后作业
1．B。Na与H2O反应生成NaOH，Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2，由于反应后还有c g Al剩余，说明生成的NaOH不足以完全溶解Al，故反应后溶液中的溶质为NaAlO2。
2．A。设该金属的相对原子质量为Mr(R)，与盐酸反应时的化合价为x，则由化学方程式：
2R＋2xHCl===2RClx＋xH2↑
2Mr(R)g 22.4x L
3．6 g 4.48 L
所以＝，解得Mr(R)＝9x，讨论：
若x＝1，则Mr(R)＝9，不符合题意；
若x＝2，则Mr(R)＝18，不符合题意；
若x＝3，则Mr(R)＝27，符合题意。
3．D。A项中的硝酸与Al反应不放出氢气，故不可能；B项中的反应为：
Ba(OH)2＋2Al＋2H2O===Ba(AlO2)2＋3H2↑，n(Al)＝＝0.2 mol，n[Ba(OH)2]＝0.2 L×2.0 mol·L－1＝0.4 mol，结合反应可知，Ba(OH)2过量，不合题意；同理判断C项中Al也可完全溶解，只有D项正确。
4．C。铝放入硫酸铜溶液后，铝置换出铜单质，消耗的铝的质量小于生成的铜的质量，所以溶液的质量减小；铝与稀盐酸和氢氧化钾溶液反应时，消耗的铝的质量大于生成的氢气的质量，溶液的质量增大；铝与食盐水不反应。
5．D。4 mol Al失去的电子数为12 mol，根据电子守恒可知，1 mol H2O被还原，得到2 mol电子，所以转移12 mol电子，需6 mol水作氧化剂。
6．D。在题目条件下产生相同的氢气，反应掉的三种金属的质量和剩余金属的质量均不相等，如果盐酸过量，则产生的氢气的体积不相等。
7．D。化学反应中的守恒既包括质量守恒，也包括元素种类守恒、原子个数守恒，所以D项中的说法错误。
8．A。由6HCl＋2Al===2AlCl3＋3H2↑，2NaOH＋2Al＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成的H2等量，消耗的HCl与NaOH不等量。实际上HCl、NaOH同为0.3 mol，且已知生成H2的体积比为1∶2，所以发生反应时分别为HCl不足Al过量，NaOH过量Al不足。由生成H2的体积比为1∶2可知，反应的Al的量之比也为1∶2，则与0.3 mol盐酸反应的Al为2.7 g，与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。
9．A。2Al～3H2SO4 2Al～2NaOH
2 3 2 2
等量的Al消耗H2SO4和NaOH的物质的量之比是3∶2。又因它们体积相同，则物质的量浓度之比等于物质的量之比。
10．A。该溶液为无色，排除B、C两项。能与铝粉反应放出H2说明溶液可能含有H＋，也可能含有OH－，即各组离子可以在酸性或者碱性条件下共存。D项，NH与OH－不能共存，CO与H＋不能共存。
11．A。镁和铝都能与2 mol·L－1H2SO4溶液反应得到H2；Mg、Al与CuSO4反应可置换出Cu，不产生H2；KOH溶液和Ba(OH)2溶液只能与铝反应产生氢气。
12．B。由反应方程式：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可得生成H2的体积之比为1∶3时，消耗的Fe与Al的物质的量之比为1∶2，盐酸与氢氧化钠的物质的量之比为1∶1，从而也就可得盐酸的物质的量浓度为2 mol·L－1。
13．B。由于加入到氢氧化钠中，只有铝发生反应，剩余固体为铁，与硫酸铜反应而得到的固体是铜，即得到的铜的质量与原混合物的质量相等，即相当于铁置换出铜时的质量差即为铝的质量，所以设铁的质量为56 g，则生成的铜的质量为64 g，增大了8 g，即相当于原混合物中铝为8 g，所以得到Al的含量为12.5 %。
14．解析：无色溶液则一定无Cu2＋，当生成Al3＋时，为强酸性溶液，且反应放出H2，阴离子只能有SO，则一定无SO、HCO、NO、OH－、Ba2＋、Ag＋。当生成AlO时，为碱性溶液，阳离子只能有Ba2＋，则一定无Mg2＋、Ag＋、HCO、H＋、SO、SO。
答案：(1)H＋、Mg2＋、SO
(2)OH－、Ba2＋、NO
15.(15分)某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为________。
(2)B中发生反应的化学方程式为__________________。
(3)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为____________________________________。
(4)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
16.(12分)将质量为1.15 g的钠用刺了孔的铝箔包裹后放入水中，共收集到1.232 L(标准状况)气体。请回答下列问题：
(1)1.15g钠与水反应，理论上生成气体的体积(标准状况)为__L。
(2)Al和NaOH溶液反应也能生成H2，写出相应的化学方程式：
_____________________________________________________。
(3)若反应后溶液的体积为100 mL，则溶液中NaOH的物质的量浓度为多少？
三、计算题(共24分)
17．(12分)把铝、铁混合物1.1 g溶于200 mL、5 mol·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)。求：
(1)反应中消耗HCl的物质的量。
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
18．(12分)在标准状况下进行下列实验：甲、乙、丙各取300 mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同一镁铝合金粉末，有关数据列表如下：
实验序号
甲
乙
丙
合金质量/mg
510
765
918
气体体积/mL
560
672
672
问：(1)盐酸的物质的量浓度是多少？
(2)求合金中镁铝的质量分数各是多少？
课后作业
15．解析：铝镁合金中二者与酸都反应，但铝和碱反应镁不反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，Ar＝＝＝，如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物质量偏大，铝的质量偏小，结果偏小。
答案：(1)NaOH溶液
(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(3) (4)偏小
16．解析：(1)n(Na)＝＝0.05 mol，设产生的氢气的物质的量为n，生成的NaOH的物质的量为n1，则
2 Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2 2 1
0．05 mol n1 n
解得n1＝0.05 mol，n＝0.025 mol，
则V(H2)＝0.025 mol×22.4 L·mol－1＝0.56 L。
(2)2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑
(3)由题目可知由铝与碱反应产生的气体体积为V(H2)＝1.232 L－0.56 L＝0.672 L。
n(H2)＝＝0.03 mol，根据方程式：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3 H2↑
2 3
n2 0.03 mol
解得n2＝0.02 mol，所以溶液中剩余的n(NaOH)＝n1－n2＝0.03 mol，所以c(NaOH)＝＝0.3 mol·L－1。
答案：(1)0.56 (2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (3)0.3 mol·L－1。
17．解析：(1)消耗HCl的物质的量：0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol。
(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y，
2Al＋6 HCl===2AlCl3＋3H2↑
2 6
x 3x
Fe ＋ 2HCl===FeCl2＋H2↑
1 2
y 2y
27x＋56y＝1.1,3x＋2y＝0.08，解得x＝0.02 mol，y＝0.01 mol。
答案：(1)0.08 mol (2)铝0.02 mol，铁0.01 mol
18．解析：(1)甲中盐酸过量，丙中合金过量
n(H2)＝＝0.03mol，
c(HCl)＝＝0.2mol·L－1。
(2)甲中盐酸过量，设甲中合金镁、铝的物质的量分别为x、y，有
解之得
则w(Mg)＝×100%≈47.1%，
w(Al)＝1－47.1%＝52.9%。
答案：(1)0.2 mol·L－1
(2)47.1%,52.9%
课 堂 练 习
1．铝在空气中能够稳定存在的原因是( )
A．铝的活泼性差 B．铝的还原性差
C．铝与氧气不反应 D．铝表面有氧化膜
2．除去镁粉中的少量铝粉，可选用的溶液是( )
A．盐酸 B．浓硝酸
C．氨水 D．氢氧化钾溶液
3．铝在人体内积累可使人慢性中毒，引起老年痴呆症，世界卫生组织已正式将铝确定为“食品污染源”之一而加以控制，铝在下列使用场合中一般无需控制的是( )
A．铝箔电容
B．制牙膏皮
C．制造炊具和餐具
D．糖果和香烟包装
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化学方程式中化学计量数之比
D．它们物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比
5.铝分别与足量的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的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．1∶3
6．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是( )
A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂
B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1
C．此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱
D．此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
7．用铝箔包装0.1 mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水取气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)( )
A．O2与H2的混合气体
B. 1.12L H2
C．大于1.12L H2
D．小于1.12L气体
8．将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d g·mL－1，该溶液中溶质质量分数为( )
A. % B. %
C. % D. %
9．在一个铝制的易拉罐内充满CO2气体，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。
(1)罐壁内凹而瘪的原因是_________________________________________________________，
离子方程式可能为_________________________________________________________。
(2)罐壁再鼓起的原因是_________________________________________________________，
离子方程式可能为_________________________________________________________。
10．向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，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)生成标准状况下H2的体积。
课堂练习
1．D。
2．D。Mg和Al都是活泼金属，都能跟盐酸反应生成H2，故A项错误；Al在浓硝酸中钝化，不能除去，且Mg能与浓硝酸反应，故B项错误；氨水与Mg、Al都不反应，故C项错误；氢氧化钾溶液只溶解Al，不溶解Mg，故D项正确。
3．A。需要控制的是“铝从口入”，A项无需控制。
4．D。物质发生化学反应时，是按照一定的比例(物质的量)进行的，这也是化学方程式中的化学计量数之比。
5．C。有关反应的化学方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。由此可知，在相同状况下生成等体积(即等物质的量)的H2时，消耗的HCl与NaOH的物质的量之比为6∶2＝3∶1。
6．D。Al与NaOH溶液反应的分析如下：
所以反应中，氧化剂是H2O，还原剂是Al，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。
7．C。在题中隐蔽着一个至关重要的条件“铝箔”，Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2总和，显然要比Na单独反应产生的H2多
Na＋H2O===NaOH＋H2↑
0．1mol 0.1mol 0.05mol
Al＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋H2↑
0．1mol 0.15mol
若铝箔足量，共生成H2：0.05mol＋0.15mol＝0.2mol，
VH2＝0.2mol×22.4L·mol－1＝4.48L。
即使铝箔不足：1.12L＜VH2＜4.48L。
8．C。由及
50a＋m－(＋a)×2＝46 a＋m
所以，w(NaAlO2)＝×100%
＝%。
9．解析：在易拉罐内充入CO2后加入NaOH，会发生反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，而使罐内气体压强减小，所以在外界大气压的作用下而变瘪；而后过量的NaOH会与易拉罐的成分铝发生反应而生成H2，发生的反应是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以罐内压强会增大，易拉罐又会重新鼓起来。
答案：(1)CO2被吸收，压强减小而被外界大气压压瘪 2OH－＋CO2===CO＋H2O (2)由于铝与碱反应生成H2，压强增大而重新鼓起 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
10．解析：根据物质的量、摩尔质量和质量之间的关系，n(mol)＝，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27 g·mol－1
n(Al)＝＝0.4 mol。
(2)设参加反应的NaOH的物质的量是n。
2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 2
0．4 mol n
＝
解得n＝0.4 mol，
故c(NaOH)＝＝0.8 mol·L－1。
(3)设生成标准状况下H2的体积是V。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 3×22.4 L
0．4 mol V
所以V＝＝13.44 L。
答案：(1)0.4 mol。
(2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4 mol，NaOH溶液的物质的量浓度是0.8 mol·L－1。
(3)13.44 L。
