1、版化学新学案同步必修一人教通用版讲义第三章 微型专题重点突破五 Word版含答案微型专题重点突破(五)学习目标定位1.熟知金属的重要性质及应用。2.掌握金属与酸反应的计算规律和方法。一、金属与氧气反应的多样性例1下列说法不正确的是()A钠在空气中加热能燃烧，火焰呈黄色，有淡黄色固体生成B镁在空气中点燃可剧烈燃烧，发出耀眼的白光C烧红的铁丝在氧气中可剧烈燃烧，产生黑色固体氧化铁D不活泼金属铜在空气中加热可生成氧化铜答案C解析烧红的铁丝在氧气中燃烧，生成的黑色固体为四氧化三铁。(1)活泼金属钠在常温下即被氧化，加热或点燃所得的产物为Na2O2。(2)较活泼金属镁在空气中加热能剧烈燃烧，而铝则不能燃
2、烧。(3)较活泼金属铁在纯氧气中能剧烈燃烧，在潮湿的空气中易形成铁锈。(4)不活泼的金属(如金、铂等)一般不与氧气反应。变式1下列叙述中不正确的是()A钠在空气中极易被氧化，常保存在煤油中B纯铁的抗腐蚀能力相当强，铁在干燥的空气里不易被氧化C常温下，镁在空气中表面易形成致密的氧化膜而能稳定存在D金属铝与氧气反应，条件不同，其产物不同答案D解析铝与氧气反应的产物只有氧化铝。二、钠与酸、碱、盐溶液的反应例2能正确表示下列反应的离子方程式的是()A钠与水反应：Na2H2O=Na2OHH2B钠与CuSO4溶液反应：2NaCu2=Cu2NaC钠与足量盐酸反应：2Na2H2O=2Na2OHH2D钠与氯化钾
3、溶液反应：2Na2H2O=2Na2OHH2答案D解析选项A中得失电子不守恒；选项B中钠先与水反应，生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀；选项C中钠先与酸反应，再与水反应。(1)钠与酸、碱、盐水溶液反应规律：有酸氢离子为先，无酸水分子为先。(2)分析钠与酸、碱、盐水溶液反应的计算问题时，生成氢气的量按钠的量计算。(3)求钠与水反应后溶液中溶质的质量分数时，溶液的质量应减去生成氢气的质量。变式2将4.6g金属Na投入到100g不同浓度的下列盐酸中：(1)0.365%；(2)3.65%；(3)36.5%。则放出H2的物质的量()A(3)最少B(3)最多C一样多D无法确定答案C解析n(Na)0
4、.2mol，(1)中n(HCl)0.01mol，(2)中n(HCl)0.1mol，(3)中n(HCl)1mol。由2Na2HCl=2NaClH2可知，虽然(1)、(2)中HCl不足，但过量的Na会与水反应：2Na2H2O=2NaOHH2，故Na在溶液中全部反应，转移电子数相同，生成的H2的物质的量也相同。三、金属的置换反应例3(2017江西师大附中高一检测)a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：(1)a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体；(2)b与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d；(3)c与强碱溶液反应放出气体，e的一种氧化物具有磁性。由此判断，a、b、c、
5、d、e依次为()AFe、Cu、Al、Ag、Mg BMg、Cu、Al、Ag、FeCAl、Cu、Mg、Ag、Fe DMg、Ag、Al、Cu、Fe答案B解析c与强碱溶液反应放出气体，则c为Al，e的一种氧化物具有磁性，则e为Fe，a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体，则a为Mg，b与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d，则b为Cu，d为Ag，故B项正确。(1)金属与水、酸、盐溶液发生置换反应的依据是金属活动顺序表。(2)钠与任何水溶液都能发生置换反应，都有氢气生成。(3)钠不能从盐溶液中置换出金属；若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属。变式3对于反应：TiCl44Na=4NaClTi，下列说法不正确
6、的是()A该反应既属于置换反应，也属于氧化还原反应B该反应可以用来冶炼金属C该反应的条件是四氯化钛为熔融状态或在水溶液中D该反应说明钠的金属活动性比钛强答案C解析钠能从四氯化钛中将钛置换出来，说明钠的金属活动性比钛强；钠在水溶液中会先与水反应。四、铝与酸、碱反应间的定量关系例4铝分别与足量的稀盐酸和足量的氢氧化钠溶液反应，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()A11 B21C31 D13答案C解析有关化学反应的方程式如下：2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。由此可知，在同温同压下生成等体积(等
7、物质的量)的H2时，消耗的HCl与NaOH的物质的量之比为6231。铝与过量酸、碱溶液反应规律：“铝同氢气同，一碱顶三酸”。变式4将一定量的镁铝合金样品分成两等份，一份加入足量NaOH溶液中，充分反应后，收集到标准状况下气体6.72L；另一份加入到足量稀盐酸中，充分反应后，收集到标准状况下气体11.2L。则原合金样品中镁的质量为()A4.8g B6gC9.6g D12g答案C解析加入足量NaOH溶液中，只有Al能与NaOH溶液反应；加入足量稀盐酸中，Mg、Al两金属均与盐酸反应。由得失电子数守恒可知，Al与稀盐酸和与NaOH溶液反应产生的氢气的量相同，即均为6.72L，则Mg与盐酸反应产生的氢
8、气为11.2L6.72L4.48L，结合关系式：MgH2知，n(Mg)n(H2)0.2 mol，m(Mg)0.2 mol24 gmol14.8g，故原合金样品中镁的质量为4.8g29.6g。五、不同金属与酸反应间的定量关系例5镁、铝两种金属分别与相同体积、相同浓度的稀硫酸反应，同温同压下生成氢气的体积相同。则下列说法正确的是()A两个反应中转移的电子数目相等B加入镁、铝的质量比为43C消耗Mg、Al的物质的量相等D加入的Mg、Al的质量一定不相等答案A解析Mg、Al与H2SO4反应的化学方程式分别为MgH2SO4=MgSO4H2、2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2，同温同压下生成H2
9、的体积相同，则两个反应中转移的电子数相等，A项正确。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)43；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B、C、D项错误。金属与酸反应产生氢气的量相同时，则金属转移电子的物质的量相同，消耗金属的物质的量之比等于反应后对应金属呈现化合价的倒数之比。变式5相同质量的镁和铝分别与足量的盐酸反应，生成标准状况下的氢气()A一样多 B镁多C铝多 D都为22.4L答案C解析相同质量的金属产生氢气的量与金属失去1mol电子的质量(即摩尔电子质量)成反
10、比，镁、铝摩尔电子质量分别为12gmol1、9gmol1，铝生成的氢气较多。六、判断确定金属混合物的成分例6由镁、铝、铁三种金属单质中的两种组成的混合物共6g，与足量的稀盐酸反应，产生标准状况下的氢气2.8L，由此得出的结论正确的是()A该混合物中一定含有铝B该混合物中一定含有铁C该混合物一定是由铁和镁组成的D该混合物中一定不含铁答案B解析设与足量稀盐酸反应产生1g氢气需要混合物的质量为xg，则1x6，解得x24，运用平均组成法进行分析，则金属混合物中必有一种金属与酸反应产生1g氢气时所需金属的质量大于24 g，另一种金属与酸反应产生1 g氢气时所需金属的质量小于24 g。根据镁、铝、铁与稀盐
11、酸的反应可知，产生1g氢气需要镁、铝、铁的质量分别为12g、9g、28g，则混合物中一定含有的金属为Fe。而另一种金属可能是Mg或Al。(1)先计算混合金属的平均摩尔电子质量，即混合金属在反应中转移1mol电子时的质量。(2)再计算各金属的摩尔电子质量，即各金属在反应中转移1mol电子时的质量。(3)比较平均摩尔电子质量与各金属摩尔电子质量的大小，判断确定混合金属的成分。变式6由锌、铁、镁、铝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1.0g氢气，则混合物中一定含有的金属是()AZnBFeCAlDMg答案C解析该混合物的平均摩尔电子质量10gmol1，锌、铁、镁、铝的摩尔电子质量
12、分别为32.5gmol1、28gmol1、12gmol1、9gmol1，由于是两种金属组成的混合物，平均摩尔电子质量必介于两种金属的摩尔电子质量之间，混合物中一定含有金属铝。1(2018滁州市定远县西片三校期末)下列有关钠的叙述中错误的是()A钠是一种灰色的固体B钠的化学性质非常活泼，钠元素只能以化合态存在于自然界C钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、锆、铌等D钠的质地软，可用小刀切割答案A2(2018定州中学高一期末)下列金属在空气中，能形成氧化物保护膜的是()ANaBFeCCuDAl答案D3(2018临夏中学高一期末)将钠、镁、铝各0.3mol分别放入足量盐酸中，同温同压下产生气体的体积比
13、是()A123 B632C311 D111答案A解析盐酸足量，金属失去的电子数等于H得到的电子数，Na失去的电子数为0.3mol，Mg失去的电子数为0.3mol20.6mol，Al失去的电子数为0.3mol30.9mol，则同温同压下产生气体的体积比为0.3mol0.6mol0.9mol123，选A。4(2018鸡泽县第一中学高一期末)钠、镁、铝三种金属单质的混合物跟足量的稀硫酸溶液充分反应后，得到标准状况下的氢气2.24L，则这三种金属的总物质的量可能是()A0.050mol B0.060molC0.100mol D0.200mol答案C解析假设全部是钠，2Na2H=2NaH2，生成2.24
14、L氢气需要金属钠的物质的量为0.2mol，假设全部是镁，Mg2H=Mg2H2，生成2.24L氢气需要金属镁的物质的量为0.1mol，假设全部是金属铝，2Al6H=2Al33H2，生成2.24L氢气需要金属铝的物质的量为0.067mol，混合物的总物质的量应在0.0670.2mol这个范围内，C正确。5(2018三门峡市高一期末)由钠、镁、铝、铁四种金属单质中的两种组成的混合物共12g，跟足量盐酸反应，产生5.6L氢气(标准状况下)，由此可判断混合物中必定含有()A钠B铁C镁D铝答案B解析标况下n(H2)0.25mol,12g金属提供的电子为0.5mol，则提供1mol电子需要金属的质量为24g
15、。铁在反应中由0价2价，提供1mol电子需28g，同理需Na为23g，Mg为12g，Al为9g。提供1mol电子，只有铁的质量大于24g，故金属混合物中一定有Fe。6(2018大庆实验中学高一期末)将23g钠、18g铝、56g铁分别投入盛有200g7.3%的盐酸中(气体体积均在相同状况下测定)，下列分析正确的是()A产生的气体体积之比为522B铝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钠产生的多D钠和盐酸反应最剧烈，反应结束时产生的气体一样多答案A解析23g钠可转移1mol电子、18g铝可转移2mol电子、56g铁可转移2mol电子，钠产生氢气最多，铁、铝产生氢气的
16、量相同。7(2017山东济南高一期中)下列有关金属钠的说法中正确的是()A钠在空气中燃烧生成氧化钠B将钠投入滴有紫色石蕊试液的水中，水溶液变为红色C将一小块钠放在CuSO4溶液中发生反应，离子方程式为2NaCu2=2NaCuD将4.6gNa投入95.4g水中，所得溶液中溶质的质量分数大于8.0%答案D解析钠在空气中燃烧生成过氧化钠，而不是氧化钠，A项错误；钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠溶液呈碱性，紫色石蕊试液遇碱变蓝，B项错误，金属钠放入CuSO4溶液中，钠会先与H2O反应，生成的NaOH再与CuSO4反应，生成氢氧化铜，而不是单质铜，C项错误；钠是活泼金属，能与水发生反应：2Na2H
17、2O=2NaOHH2，所以反应后生成的溶质为NaOH，设4.6g金属钠与水反应生成氢氧化钠的质量为x，生成氢气的质量为y：2Na2H2O=2NaOHH24680246gxy则，解得x8.0g，y0.2g。反应后所得溶液中溶质的质量分数为100%8.02%，该值大于8%，D项正确。8(2017长沙高一期中)现有2mol金属钠，一半与氧气反应生成氧化钠，另一半与氧气反应生成过氧化钠，则上述两个氧化还原反应在反应过程中转移的电子数之比为()A12B21C41D11答案D解析钠与氧气反应无论生成氧化钠还是过氧化钠，钠元素都是从0价升高到1价，因此在这两个氧化还原反应过程中转移的电子数相等，二者之比为1
18、1，D项正确。9(2017长春高一期末)足量铝分别与等物质的量浓度的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，放出气体的体积在标准状况下相等，则所取稀硫酸和氢氧化钠溶液的体积比为()A12B32C31D61答案B解析从反应的化学方程式2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2和2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可以看出，所取稀硫酸和氢氧化钠溶液的体积比为32，故选B。10(2017长沙高一期中)将2.3g钠投入97.8g水中，反应完后，得到100mL的溶液。(1)产生氢气的体积为(标准状况)。(2)所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为。(3)所得溶液中氢氧化钠的物质的量浓度为。答案(1)1.12L(
19、2)4%(3)1molL1解析(1)2.3gNa的物质的量为0.1mol，则有2Na2H2O=2NaOHH22mol22.4L0.1molV(H2)生成的氢气在标准状况下的体积为V(H2)1.12L。(2)0.1molNa完全反应生成0.1molNaOH，氢氧化钠的质量为40gmol10.1mol4g，所得溶液质量为2.3g97.8g2gmol10.05mol100g，所得溶液中氢氧化钠的质量分数为100%4%。(3)所得溶液中氢氧化钠的物质的量浓度为1molL1。对点训练题组一金属的重要性质及应用1下列金属用途与性质不相对应的是()A用铜做电线是由于其导电性良好B用钨做灯丝是因为其熔点高C铁
20、制品表面镀铬是由于铬硬且不易被氧化D用铝制炊具是因为铝的熔点比铁高答案D解析铝制炊具是因为金属铝具有很好的延展性。2下列关于铁与水蒸气反应的说法中不正确的是()A反应中有氢气产生B此反应需在加热下才能发生C生成的铁的化合物中铁全部呈3价D该反应中水作氧化剂答案C解析铁与水蒸气反应需在高温下进行，生成四氧化三铁和氢气，铁作还原剂，水作氧化剂。3将下列金属投入0.1molL1盐酸中，能发生反应且反应最剧烈的是()A铜B铁C镁D铝答案C解析由金属活动顺序表可知，铜与盐酸不反应，铁、镁、铝都能与盐酸反应，最活泼的镁与盐酸反应最剧烈。4(2017天津河西区高一模拟)向分别盛有100 mL水、100 mL
21、 0.2 molL1盐酸、100 mL 0.02 molL1氢氧化钠溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.01mol钠。下列说法正确的是()A三个烧杯中均会发生的离子反应为2Na2H2O=2Na2OHH2B三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，且X烧杯中反应最剧烈C三个烧杯反应后，溶质的物质的量浓度相同D三个烧杯反应后，生成的气体的质量一定相同答案D解析盐酸中的氢离子物质的量为0.1L0.2molL10.02mol，钠与盐酸反应的离子方程式为2Na2H=2NaH2；钠与盐酸(H浓度最大)反应最剧烈；氢氧化钠溶液与钠反应后的物质的量浓度大于水与钠反应后生成的氢氧化钠溶液的物质的量浓度；由于钠的物质的量相
22、同，三个烧杯反应后产生氢气的质量一定相同。5将一小块钠投入盛有5mL饱和石灰水的烧杯中，不可能观察到的现象是()A钠熔成闪亮的小球并在液面上游动B有气体生成C溶液底部有银白色物质生成D溶液变浑浊答案C解析将一小块钠投入饱和石灰水中，首先钠与水剧烈反应，观察到钠与水反应的一系列现象，随着反应2Na2H2O=2NaOHH2进行，水被消耗，溶液的温度升高，且氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低，所以溶液中的氢氧化钙有部分析出，可以观察到溶液变浑浊。6将钠和碳分别置于如图所示的两个盛满氧气的集气瓶中，燃烧完毕冷却至室温后，打开装置中的两个弹簧夹，这时观察到()A水进入左瓶 B水进入右瓶C水同时进入两瓶 D
23、水不进入任何一瓶答案A解析左瓶中，钠与氧气反应生成过氧化钠固体，使压强减小。右瓶中，碳完全燃烧生成二氧化碳，消耗的氧气与生成的二氧化碳的物质的量相同，压强不变。题组二金属与酸反应的相关计算7相同质量的镁和铝，分别与足量的盐酸反应，所生成的氢气在标准状况下的体积比为()A23B11C34D2427答案C解析相同质量的金属产生氢气的量与金属失去1mol电子的质量(即摩尔电子质量)成反比，镁、铝摩尔电子质量分别为12gmol1、9gmol1，标准状况下它们生成氢气的体积比为34。8(2017南京市金陵中学高一检测)镁和铝分别与等浓度等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所
24、示，则下列关于反应中镁和铝的叙述正确的是()A二者物质的量之比为32B二者质量之比为32C二者摩尔质量之比为23D二者消耗H2SO4的物质的量之比为23答案A解析由图可知，两个反应生成的氢气一样多，即两种金属失去的电子一样多，则反应中镁、铝的物质的量之比为32，质量之比为43，故A项正确，B项错误；镁、铝的摩尔质量之比为89，C项错误；由于反应生成的氢气一样多，故消耗H2SO4的物质的量之比为11，D项错误。9(2017武昌高一检测)两种金属混合物粉末15g，与足量盐酸反应时生成标准状况下11.2L氢气，符合上述情况的金属混合物是()AMg、FeBZn、AgCFe、ZnDMg、Al答案A解析该
25、混合物的平均摩尔电子质量15gmol1，镁、铁、锌、铝的摩尔电子质量分别为12gmol1、28gmol1、32.5gmol1、9gmol1，而银与盐酸不反应。由于是两种金属组成的混合物，平均摩尔电子质量必介于两种金属的摩尔电子质量之间，该混合物的组成可能有：镁和铁 (或锌、银)，铝和铁(或锌、银)。题组三化学方程式的有关计算10医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热，使患处保持温热状态。若56g铁粉完全氧化成氧化铁，则需要消耗氧气的质量为()A24gB32gC21gD16g答案A解析56g铁的物质的量为1mol，由4Fe3O2=2Fe2O3可知，1mol铁生成0.
26、5mol氧化铁，消耗0.75mol氧气，其质量为24g。11将5g镁、锌、铁三种金属的混合物投入40mL稀硫酸中，恰好完全反应，生成的氢气在标准状况下的体积是2.8L，则这三种金属的物质的量之和为()A0.25molB0.125molC0.1molD0.5mol答案B解析Mg、Zn、Fe均用R表示，这三种金属与稀硫酸反应符合通式RH2SO4=RSO4H2，故这三种金属的物质的量之和等于氢气的物质的量为0.125mol。12将一定质量的钠投入到24.6g水中，反应后得到氢氧化钠溶液31.2g，参加反应的钠的质量为()A3.3g B6.9gC6.9g D17.94g答案C解析2Na2H2O=2Na
27、OHH2m46g44gm(Na) 31.2g24.6gm(Na)6.9g。13将1.1g铁、铝混合物溶于200mL5molL1的盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6molL1(溶液体积变化忽略不计)，则下列表述不正确的是()A反应中消耗HCl为0.08mol B混合物中含有0.02molAlC混合物中含有0.01molFe D混合物中Al与Fe的物质的量之比为11答案D解析n(消耗HCl)0.2L5molL10.2L4.6molL10.08mol，A正确；可设混合物中Al、Fe物质的量分别为x、y，则根据Al3HCl，Fe2HCl，可得3x2y0.08mol，27gmol1x56gmol1y1.
28、1g，联立可得x0.02mol、y0.01mol，可知B、C正确，D错误。综合强化14下表是某种常见金属的部分性质：颜色和状态硬度密度熔点导电性导热性延展性银白色固体较软2.70gcm3660.4良好良好良好将该金属投入到稀盐酸中，可产生大量的无色气体。根据上述信息回答下列问题：(1)推断该金属的一种用途是。(2)该金属的活动性比铜(填“强”或“弱”)。(3)请自选试剂，设计实验探究该金属与铁的活动性的强弱。一种猜想：；验证方法：；实验现象：；实验结论：。答案(1)用于制电线或实验室制氢气等(合理即可)(2)强(3)该金属的活动性比铁强取两支大小相同的试管，分别注入同体积、同浓度的稀盐酸；向两支试管中同时分别加入大小和表面积相同的铁片和该金属片，比较反应快慢都有气泡放出，被测金属产生气泡更快被测金属的活动性比铁强解析(1)该金属具有良好的导电性，且能与盐酸反应生成无色气体，因此可以作导线，也可以用来制取氢气等。(2)由于该金属可以和盐酸反应，说明其金属活动性在氢前，比铜活动性强。(3)为了探究该金属和铁的金属活动性强弱，可以采用和酸溶液反应，也可以和盐溶液反应。15在课堂上，老师演示了金属钠与CuSO4溶液反应的
