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课时作业14
课时作业14 铝与氢氧化钠溶液的反应物质的量在化学方程式计算中的应用
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.有关Al与NaOH溶液反应的说法正确的是( )
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
答案:
D
2.等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应,放出氢气最多的是( )
A.NaOH溶液 B.H2SO4稀溶液
C.蔗糖溶液D.NaCl溶液
答案:
B
3.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)的关系如图所示。
反应中镁和铝的( )
A.物质的量之比为3:
2
B.质量之比为3:
2
C.摩尔质量之比为2:
3
D.失去的电子数之比为8:
9
解析:
根据题图,Mg、Al产生H2的体积相等,则Mg、Al失去的电子数相等,2×n(Mg)=3×n(Al),故n(Mg):
n(Al)=3:
2,Mg、Al的摩尔质量之比为8:
9,则Mg、Al的质量之比为4:
3。
答案:
A
4.把足量的铁粉投入到溶解有硫酸和硫酸铜的溶液中,充分反应后,剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等,则原溶液中H+与SO
的物质的量浓度之比为( )
A.1:
4B.2:
7
C.1:
2D.3:
8
解析:
设原溶液中H2SO4和CuSO4物质的量分别为a和b。
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
由题意:
56(a+b)=64b,
=
,c(H+)c(SO
)=
=
。
答案:
A
5.设nA代表阿伏加德罗常数(NA)的值,下列说法正确的是( )
A.1molNa在空气中完全燃烧,转移的电子数为2nA
B.常温下,2.7g铝与足量NaOH溶液反应,消耗0.1nA个水分子
C.0.1molFe与足量水蒸气反应生成H2的分子数为0.1nA
D.11.2LCl2含有的原子数为nA
解析:
1molNa在空气中完全燃烧生成0.5molNa2O2,转移1mol电子,A错误;铝与NaOH溶液发生反应:
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,2.7g(0.1mol)Al消耗0.1molH2O,B正确;根据反应3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2,0.1molFe完全反应生成
molH2,C错误;在标准状况下,11.2LCl2的物质的量为0.5mol,含有的原子数为nA,题中未给出Cl2的状态,D错误。
答案:
B
6.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体积比为56,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是( )
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
解析:
生成氢气的体积比即物质的量之比为n(甲)n(乙)=56,设甲中产生H25mol,则乙中产生H26mol。
甲:
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑
233
mol5mol5mol
乙:
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
223
4mol4mol6mol
甲、乙中加入的铝是等量的,甲中n(H2SO4)和乙中n(NaOH)相等,故甲中铝过量4mol-
mol=
mol,乙中氢氧化钠过量5mol-4mol=1mol。
答案:
B
7.将某铁铝合金样品等分成两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温同压下产生的气体体积之比为32,则样品中铁、铝的物质的量之比为( )
A.3:
2 B.2;1
C.3:
4D.4:
3
解析:
设每份样品中铁、铝的物质的量分别为x、y,产生的气体分别为3mol、2mol。
根据Fe~H2,Al~
H2,可得:
x+
y=3mol;Fe与NaOH溶液不反应,则有Al~
H2,
y=2mol,解得x=1mol,y=
mol,故样品中铁、铝的物质的量之比为3:
4。
答案:
C
8.Al溶于NaOH溶液中,4molAl失去的电子全被水获得。
作为氧化剂的H2O的物质的量为( )
A.1molB.3mol
C.4molD.6mol
解析:
4molAl失去的电子数为12mol,根据电子守恒可知,1molH2O被还原,得到2mol电子,所以转移12mol电子,需6mol水作氧化剂。
答案:
D
9.在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉,反应完成后共收集到标准状况下的气体33.6L,该NaOH溶液的浓度为( )
A.1mol/LB.2mol/L
C.1.5mol/LD.3mol/L
答案:
B
10.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
解析:
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。
答案:
D
11.将amol钠和amol铝一同投入mg足量水中,所得溶液密度为dg·mL-1,该溶液中溶质的质量分数为( )
A.
%B.
%
C.
%D.
%
解析:
由于2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
amolamol
mol
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
amolamolamol
amol
即amol钠与水反应生成的NaOH恰好被amolAl消耗掉,所得溶液为NaAlO2溶液。
则w(NaAlO2)=
×100%=
%。
答案:
C
12.Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的氢气4.48L,下列推断中不正确的是( )
A.参加反应的Mg、Al共0.2mol
B.参加反应的HCl为0.4mol
C.Mg、Al在反应中共失去0.4mol电子
D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2molH2
解析:
反应的实质为:
Mg+2H+===Mg2++H2↑,2Al+6H+===2Al3++3H2↑。
n(H2)=
=0.2mol,则参加反应的n(H+)=0.4mol。
若换成稀H2SO4,同样产生0.2molH2。
依据得失电子守恒,由2H+―→H2得电子总数为0.2mol×2=0.4mol,故C正确。
0.2molMg提供0.4mol电子,0.2molAl则提供0.6mol电子,0.2molMg、Al混合物提供的电子数大于0.4mol小于0.6mol,A不正确。
答案:
A
二、非选择题(共52分)
13.(10分)某无色透明的溶液,能跟金属铝反应放出氢气。
依据反应后铝元素存在的状态,判断下列离子中哪些在反应前的溶液里大量存在?
需要作出判断的离子是:
Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO
、CO
、OH-、Cl-。
(1)当生成Al3+且有金属铝剩余时,一定存在的离子是________,可能存在的离子是________。
(2)当生成AlO
且有金属铝剩余时,一定存在的离子是_______。
解析:
因溶液无色,故无Cu2+,Al与强酸及强碱溶液均可反应产生H2:
2Al+6H+===2Al3++3H2↑,2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑。
若溶液呈酸性,则OH-、CO
、SO
不能大量存在,因溶液呈电中性,故一定有Cl-,一定无Ag+,若溶液呈碱性,则H+、Mg2+、Ag+不能大量存在,因溶液呈电中性,所以一定有Ba2+,一定不含SO
、CO
,可能含有Cl-。
答案:
(1)H+、Cl- Mg2+、Ba2+
(2)Ba2+、OH-
14.(10分)托盘天平两边各放一个盛有等质量稀盐酸(各含nmolHCl)的甲、乙两个烧杯,调节天平,天平达平衡。
然后在甲、乙烧杯中分别投入amolMg和bmolAl,充分反应后,天平仍保持平衡。
(1)若天平两边酸均过量,则甲、乙两边净增量分别为________g,________g。
(2)若天平两边酸均用完,金属均过量,则甲、乙两边产生的H2的质量________(填“相等”或“不相等”),由此推出ab=________。
解析:
设amolMg完全反应后增重x
Mg+2H+===Mg2++H2↑ 增重
24222
24ax
x=22a。
同理,bmolAl完全反应后增重24b
因为产生的H2质量相等,且天平平衡,则加入的Mg、Al质量相等
24a=27b
A:
b=9:
8
答案:
(1)22a 24b
(2)相等 9:
8
15.(10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ag,测得氢气体积为bmL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为cg,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”)。
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=m/n=
=
,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.(11分)有一块表面氧化成氧化钠的金属钠,总质量为5.22g,投入到94.88g水(足量)中,待充分反应后收集到氢气0.2g,求:
(1)其中含氧化钠的质量是多少克?
(2)反应后所得氢氧化钠溶液的质量分数是多少?
解析:
有关反应方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,Na2O+H2O===2NaOH,生成0.2gH2,则反应的钠为4.6g,生成的NaOH为8g,所以m(Na2O)=5.22g-4.6g=0.62g,Na2O与水反应生成NaOH0.8g;反应后的溶液中m(NaOH)=8g+0.8g=8.8g,m(溶液)=5.22g+94.88g-0.2g=99.9g。
答案:
(1)0.62g
(2)8.8%
17.(11分)把1.1g铁、铝混合物溶于200mL5mol·L-1盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6mol·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。
解析:
(1)消耗HCl的物质的量:
0.2L×5mol·L-1-0.2L×4.6mol·L-1=0.08mol
(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al + 6HCl===2AlCl3+3H2↑
2mol 6mol
x 3x
Fe + 2HCl===FeCl2+H2↑
1mol 2mol
y 2y
得x=0.02mol,y=0.01mol。
答案:
(1)0.08mol。
(2)Al:
0.02mol;Fe:
0.01mol。
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