PAGEPAGE7鋁與氫氧化鈉溶液的反應物質的量在化學方程式計算中的應用時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．有關Al與NaOH溶液反應的說法正確的是(D)A．Al是還原劑，NaOH及H2O均是氧化劑B．還原產物是H2，且由H2O還原所得的H2與NaOH還原所得的H2物質的量之比為21C．此反應說明鋁具有兩性，鋁的活潑性比只具有金屬性的金屬弱D．此反應中，只有水是氧化劑，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑2．等量鎂鋁合金粉末分別與下列四種過量物質充分反應，放出氫氣最多的是(B)A．NaOH溶液 B．H2SO4稀溶液C．蔗糖溶液 D．NaCl溶液3．鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應，產生氣體的體積(V)與時間(t)的關系如圖所示。反應中鎂和鋁的(A)A．物質的量之比為32B．質量之比為32C．摩爾質量之比為23D．失去的電子數之比為89解析：依據題圖，Mg、Al產生H2的體積相等，則Mg、Al失去的電子數相等，2×n(Mg)＝3×n(Al)，故n(Mg)n(Al)＝32，Mg、Al的摩爾質量之比為89，則Mg、Al的質量之比為43。4．把足量的鐵粉投入到溶解有硫酸和硫酸銅的溶液中，充分反應后，剩余金屬粉末的質量與原加入鐵粉的質量相等，則原溶液中H＋與SOeq\o\al(2－,4)的物質的量濃度之比為(A)A．14 B．27C．12 D．38解析：設原溶液中H2SO4和CuSO4物質的量分別為a和b。Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu。由題意：56(a＋b)＝64b，eq\f(a,b)＝eq\f(1,7)，c(H＋)c(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(2a,a＋b)＝eq\f(1,4)。5．用肯定物質的量濃度的NaOH溶液使相同體積的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中的Fe2＋、Fe3＋完全沉淀，若所用的NaOH溶液的體積相同，則FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物質的量濃度之比為(C)A．11 B．13C．31 D．32解析：依據關系式2NaOH～FeSO4、6NaOH～Fe2(SO4)3，可知與相同物質的量的NaOH反應消耗的FeSO4和Fe2(SO4)3的物質的量之比為31，在體積相同的狀況下，FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液的物質的量濃度之比為31。6．等體積、等物質的量濃度的硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質量的鋁，生成氫氣的體積比為56，則甲、乙兩燒杯中的反應狀況可能分別是(B)A．甲、乙中都是鋁過量B．甲中鋁過量，乙中堿過量C．甲中酸過量，乙中鋁過量D．甲中酸過量，乙中堿過量解析：生成氫氣的體積比即物質的量之比為n(甲)n(乙)＝56，設甲中產生H25mol，則乙中產生H26mol。甲：2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑233eq\f(10,3)mol5mol5mol乙：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2234mol4mol6mol甲、乙中加入的鋁是等量的，甲中n(H2SO4)和乙中n(NaOH)相等，故甲中鋁過量4mol－eq\f(10,3)mol＝eq\f(2,3)mol，乙中氫氧化鈉過量5mol－4mol＝1mol。7．將某鐵鋁合金樣品等分成兩份，一份加入足量鹽酸，另一份加入足量NaOH溶液，同溫同壓下產生的氣體體積之比為32，則樣品中鐵、鋁的物質的量之比為(C)A．32B．21C．34 D．43解析：設每份樣品中鐵、鋁的物質的量分別為x、y，產生的氣體分別為3mol、2mol。依據Fe～H2，Al～eq\f(3,2)H2，可得：x＋eq\f(3,2)y＝3mol；Fe與NaOH溶液不反應，則有Al～eq\f(3,2)H2，eq\f(3,2)y＝2mol，解得x＝1mol，y＝eq\f(4,3)mol，故樣品中鐵、鋁的物質的量之比為34。8．取含有0.02mol的硫酸溶液，先投入0.24g鎂粉，再滴入NaOH溶液，當使溶液中的鎂離子全部轉化為沉淀時，須要NaOH的物質的量為(C)A．0.02mol B．0.03molC．0.04mol D．0.01mol解析：取含有0.02mol的硫酸溶液，先投入0.24g鎂粉，鎂與硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣，再滴入NaOH溶液，生成氫氧化鎂和硫酸鈉，當使溶液中的鎂離子全部轉化為沉淀時，溶液恰好為硫酸鈉溶液，依據原子守恒，須要NaOH的物質的量為0.02×2＝0.04mol，選C。9．等體積的鹽酸和苛性鈉溶液，分別與兩份足量的鋁粉反應，在相同條件下產生氫氣的體積比為13，則鹽酸和苛性鈉溶液的物質的量濃度之比為(A)A．11 B．21C．31 D．23解析：依據2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，可知產生氫氣的體積比為13，須要鹽酸和氫氧化鈉的物質的量之比為22＝11，溶液的體積相同，故鹽酸和苛性鈉溶液的物質的量濃度之比也為11。10．等物質的量的Fe、Mg、Al與同體積、同濃度的HCl反應，產生H2的體積相同(相同狀況)，下列推斷正確的是(D)A．反應掉的三種金屬的質量相等B．反應后三種金屬質量相等C．所用鹽酸均過量D．三種金屬可以都有剩余解析：在題目條件下產生相同的氫氣，反應掉的三種金屬的質量和剩余金屬的質量均不相等，假如鹽酸過量，則產生的氫氣的體積不相等。11．將amol鈉和amol鋁一同投入mg足量水中，所得溶液密度為dg·mL－1，該溶液中溶質的質量分數為(C)A.eq\f(82a,46a＋m)%B.eq\f(8200a,46a＋2m)%C.eq\f(8200a,46a＋m)%D.eq\f(8200a,69a＋m)%解析：由于2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑amolamoleq\f(a,2)mol2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑amolamolamoleq\f(3,2)amol即amol鈉與水反應生成的NaOH恰好被amolAl消耗掉，所得溶液為NaAlO2溶液。則w(NaAlO2)＝eq\f(82a,23a＋27a＋m－2a×2)×100%＝eq\f(8200a,46a＋m)%。12．向500mL2mol·L－1的CuSO4溶液中插入一鐵片，反應片刻后取出鐵片，洗滌、烘干，稱其質量比原來增加2.0g。下列說法錯誤的是(設反應后溶液的體積不變)(D)A．參與反應的鐵的質量是14gB．析出的銅的物質的量是0.25molC．反應后溶液中c(CuSO4)＝1.5mol·L－1D．反應后溶液中c(FeSO4)＝1.5mol·L－1解析：發生反應Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，依據差量法得56g8g＝m(Fe)2.0g，解得m(Fe)＝14g，A項正確；由于1mol8g＝n(Cu)2.0g，故n(Cu)＝0.25mol，B項正確；原溶液中n(CuSO4)＝0.5L×2mol·L－1＝1mol，反應中消耗n(CuSO4)＝0.25mol，反應后溶液中c(CuSO4)＝eq\f(1mol－0.25mol,0.5L)＝1.5mol·L－1，C項正確；反應后溶液中c(FeSO4)＝eq\f(0.25mol,0.5L)＝0.5mol·L－1，D項錯誤。二、非選擇題(共52分)13．(10分)下表是某種常見金屬M的部分性質。顏色狀態硬度密度熔點導電性導熱性延展性銀白色固體較小2.70g/cm3660.4℃良好良好良好將該金屬M投入稀鹽酸或NaOH溶液中，均可產生大量的無色氣體。依據上述信息回答下列問題。(1)金屬M是鋁(填名稱)。(2)試推斷金屬M的一種用途作導線(合理答案均可)。(3)金屬M的活動性比銅強(填“強”或“弱”)，推斷的事實依據是M能與酸反應放出氫氣，而銅不能。(4)請寫出金屬M與NaOH溶液反應的化學方程式2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。(5)現有一種合金，可能由M、Fe和Ag中的兩種或三種組成。某學生為了弄清晰該合金的成分，設計了下列試驗探究方案，請填寫有關內容。解析：(1)依據表中給出的部分性質知，能與稀鹽酸和NaOH溶液反應生成無色氣體的金屬M應是鋁。(2)鋁的導電性好，可用于制導線；導熱性好，可用于制炊具；延展性好，可用于糖果包裝等。(3)在金屬活動性依次表中Al是氫前面的金屬，能與鹽酸或稀H2SO4反應生成H2；Cu是氫后金屬，不能與鹽酸或稀H2SO4反應。(5)在金屬活動性依次表中Al、Fe是氫前面的金屬，Ag是氫后面的金屬，因此可以利用Al能與NaOH溶液反應來檢驗Al的存在；利用Fe能與鹽酸或稀H2SO4反應，進一步來確定Fe、Ag的存在。14．(10分)托盤天平兩邊各放一個盛有等質量稀鹽酸(各含nmolHCl)的甲、乙兩個燒杯，調整天平，天平達平衡。然后在甲、乙燒杯中分別投入amolMg和bmolAl，充分反應后，天平仍保持平衡。(1)若天平兩邊酸均過量，則甲、乙兩邊凈增量分別為22ag，24b(2)若天平兩邊酸均用完，金屬均過量，則甲、乙兩邊產生的H2的質量相等(填“相等”或“不相等”)，由此推出ab＝98。解析：設amolMg完全反應后增重x。Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑增重2422224aeq\f(24,22)＝eq\f(24a,x)x＝22a。同理，bmolAl完全反應后增重24b。因為產生的H2質量相等，且天平平衡，則加入的Mg、Al質量相等24a＝27b，所以ab＝915．(10分)鋁鎂合金已成為飛機制造、化工生產等行業的重要材料。探討性學習小組的同學，為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質量分數，設計下列試驗方案進行探究。填寫下列空白。[試驗方案]將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應，測定生成氣體在通常狀況(約20℃，1.01×105[問題探討](1)同學們擬選用如圖所示試驗裝置完成試驗：①你認為最簡易的裝置連接依次是A接(E)(D)接(G)。(填接口字母符號，可不填滿)②試驗起先時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，一會兒后稀硫酸也不能順當滴入錐形瓶。請你幫助分析緣由合金與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大。(2)細致分析試驗裝置后，同學們經探討認為以下兩點會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內空氣排出，使所測氫氣體積偏大；試驗結束時，連接廣口瓶和量筒的導管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設計了如圖所示的試驗裝置。(堿式滴定管上的刻度數值上小下大)①裝置中導管a的作用是使分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順當滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消退由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差。②試驗前后堿式滴定管中液面讀數分別為V1mL、V2mL。則產生氫氣的體積為V1－V2mL。解析：試驗中通過測定氣體體積來確定樣品中各組分的質量分數，所以裝置的連接依次為A、E、D、G；稀硫酸不能滴入的緣由是產生的氫氣使錐形瓶內的壓強大于外界大氣壓所致；導管a的作用是平衡氣壓，使液體能夠順當滴下，同時消退硫酸的滴入對氣體體積的影響。16．(11分)一塊表面已被氧化為氧化鈉的鈉塊17.0g，投入50g水中，最多能產生0.2g氣體，則：(1)涉及的化學方程式為2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，Na2O＋H2O=2NaOH。(2)鈉塊中鈉的質量是4.6_g。(3)鈉塊中氧化鈉的質量是12.4_g。(4)原來鈉塊中被氧化的鈉的質量是9.2_g。(5)設所得溶液的體積為50mL，求所得溶液溶質物質的量濃度是12_mol·L－1。解析：(1)該過程中涉及的化學方程式有2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，Na2O＋H2O=2NaOH；(2)(3)反應生成氫氣的質量為0.2g，則2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑462m(Na)0.2gm(Na)＝eq\f(46×0.2g,2)＝4.6g；m(NaO)＝17.0g－4.6g＝12.4g；(4)m(Na2O)＝12.4g，則被氧化成氧化鈉的金屬鈉的質量＝12.4g×eq\f(46,62)＝9.2g；(5)原樣品中鈉元素的質量＝4.6g＋9.2g＝13.8g，鈉元素的物質的量＝eq\f(13.8g,23g·mol－1)＝0.6mol，依據鈉守恒得，溶液中氫氧化鈉的物質的量＝0.6mol，則氫氧化鈉的濃度＝eq\f(0.6mol,0.05L)＝12mol·L－1。17．(11分)已知MnO2與濃鹽酸反應的化學方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up17(△))MnCl2＋Cl