化学必修 第一册第二节 金属材料第2课时当堂检测题

这是一份化学必修 第一册第二节 金属材料第2课时当堂检测题，共7页。

第三章 第二节 第2课时





请同学们认真完成 [练案17]


基 础 达 标


一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)


1．两种或多种物质在发生化学反应时( D )


A．它们的质量一定相等


B．它们的物质的量一定相等


C．它们的质量比等于化学方程式中化学计量数之比


D．它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比


解析：发生化学反应时各物质的物质的量之比等于化学方程式中的化学计量数之比。


2．将足量铁粉放入100 mL 0.1 ml·L－1的CuSO4溶液中，充分反应后析出的铜的质量为( C )


A．32 gB．6.4 g


C．0.64 gD．3.2 g


解析：n(CuSO4)＝0.100 L×0.1 ml·L－1＝0.01 ml，由CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu，可知n(Cu)＝n(CuSO4)＝0.01 ml，m(Cu)＝0.01 ml×64 g·ml－1＝0.64 g。


3．在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体6.72 L，生成物NaAlO2的物质的量浓度为(假定反应前后，溶液体积不变)( B )


A．1 ml·L－1B．0.4 ml·L－1


C．1.5 ml·L－1D．2 ml·L－1


解析：设NaAlO2物质的量浓度为c，则


2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2 ＋ 3H2↑


2 ml 3×22.4 L


0.5 L·c 6.72 L


2 ml∶(0.5 L·c)＝(3×22.4 L)∶6.72 L


解得c＝0.4 ml·L－1。


4．2 ml·L－1的盐酸和硫酸各100 mL，分别加入等质量的铁粉，反应后生成的气体质量之比为2∶3，则向盐酸中加入的铁粉的物质的量为( C )


A．0.05 mlB．0.075 ml


C．0.15 mlD．0.2 ml


解析：n(HCl)＝0.2 ml，n(H2SO4)＝0.2 ml。若酸均不足，即完全反应生成H2的质量之比为1∶2；若酸均过量，即金属不足，则生成H2的质量之比为1∶1。现生成H2的质量之比为2∶3，则说明盐酸不足，硫酸过量；根据盐酸中HCl的物质的量可求出生成H2 0.1 ml，则H2SO4反应生成0.15 ml H2，则铁粉为0.15 ml。


5．将钠、镁、铝各0.3 ml分别放入100 mL 1 ml·L－1的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是( C )


A．1∶2∶3B．6∶3∶2


C．3∶1∶1D．1∶1∶1


解析：根据金属与酸反应的实质2M＋2nH＋===2Mn＋＋nH2↑可知三种金属都过量，而铝、镁都不与H2O反应，按盐酸计算，两者产生气体的物质的量都为0.05 ml，金属钠可继续与H2O反应最终产生0.15 ml H2，即同温同压下产生气体的体积比为0.15 ml∶0.05 ml∶0.05 ml＝3∶1∶1。


6．a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液恰好完全反应后，得到a g铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为( A )


A．7∶1B．1∶7


C．7∶8D．8∶7


解析：设参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量分别为x、y。


Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu


x x x


Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑


y y


由题意得：56(x＋y)＝64x


解得：x∶y＝7∶1


7．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 )





A．物质的量之比为3∶2B．质量之比为3∶2


C．摩尔质量之比为2∶3D．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。


二、非选择题


8．金属钠1.15 g与水反应，得到100 mL溶液，试计算：


(1)生成的气体在标准状况为__0.56__L。


(2)反应后所得溶液的物质的量浓度为__0.5_ml·L－1__(若溶液体积变化忽略不计)。


解析：n(Na)＝eq \f(1.15 g,23 g·ml－1)＝0.05 ml


设标准状况下生成气体体积为V，生成NaOH的物质的量为n(NaOH)。


2Na＋2H2O===2NaOH ＋ H2↑


2 ml 2 ml 22.4 L


0.05 ml n(NaOH) V


(1)V＝eq \f(0.05 ml×22.4 L,2 ml)＝0.56 L。


(2)c(NaOH)＝eq \f(0.05 ml,0.1 L)＝0.5 ml·L－1。


9．将Fe和Al按一定的质量比组成合金。


(1)取一定量的该合金，向其中加入足量NaOH溶液，生成气体n L(标准状况)，则反应的离子方程式是__2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑__，合金中Al的物质的量是__eq \f(n,33.6) ml__。


(2)另取相同质量的该合金，向其中加入足量稀硫酸，固体全部溶解，生成气体m L(标准状况)，则反应中转移电子的物质的量是__eq \f(m,11.2)__ ml，合金中Fe的质量是__eq \f(56m－n,22.4) g__。


解析：合金中Al既能与NaOH溶液反应，也能与稀硫酸反应，且等量Al与足量的NaOH溶液或稀硫酸反应生成等量的H2；而Fe只能与稀硫酸反应；由2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑可知，合金中Al的物质的量为eq \f(2,3)×eq \f(n L,22.4 L·ml－1)＝eq \f(n,33.6) ml；Fe、Al与稀硫酸反应生成m L H2，由2H＋eq \(――→,\s\up7(＋2e－))H2可知转移电子物质的量为eq \f(m,11.2) ml；由Fe置换出的H2体积为(m－n) L，故m(Fe)＝eq \f(m－n L,22.4 L·ml－1)×56 g·ml－1即eq \f(56m－n,22.4) g。


10．向50 mL Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中加入过量的BaCl2溶液，得到14.51 g白色沉淀，向白色沉淀中加入过量的稀硝酸，充分反应后，沉淀减少到4.66 g，并有气体产生。


(1)原混合溶液中Na2SO4和Na2CO3的物质的量浓度各是多少？


(2)产生的气体的物质的量为多少？


解析：根据题意知，4.66 g沉淀即为硫酸钡沉淀，故硫酸钠的物质的量为n(Na2SO4)＝0.02 ml，其浓度为c(Na2SO4)＝eq \f(0.02 ml,0.05 L)＝0.4 ml·L－1；碳酸钠沉淀的质量为14.51 g－4.66 g＝9.85 g，n(BaCO3)＝0.05 ml，故碳酸钠的浓度为c(Na2CO3)＝eq \f(0.05 ml,0.05 L)＝1 ml·L－1；产生的二氧化碳气体的物质的量为0.05 ml。


能 力 提 升


一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)


1．用铝箔包裹着2.3 g金属钠，用针扎若干小孔，然后投入到足量水中，理论上收集到氢气的物质的量为( C )


A．等于0.05 ml


B．等于0.2 ml


C．大于0.05 ml，小于或等于0.2 ml


D．无法判断


解析：铝箔包裹着2.3 g金属钠投入到足量水中，钠首先与水反应，2.3 g金属钠的物质的量为0.1 ml，根据2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的氢气的物质的量为0.05 ml；生成NaOH的物质的量为0.1 ml，生成的NaOH和铝箔反应，2NaOH＋2Al＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，0.1 ml NaOH与足量铝作用可以生成0.15 ml H2，所以生成的H2总物质的量大于0.05 ml，小于或等于0.2 ml。


2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( AB )


A．1 ml Na在空气中完全燃烧，转移的电子数为NA


B．常温下，2.7 g铝与足量NaOH溶液反应，消耗0.1NA个水分子


C．0.1 ml Fe与足量水蒸气反应生成H2的分子数为0.1NA


D．11.2 L Cl2含有的原子数为NA


解析：1 ml Na在空气中完全燃烧生成0.5 ml Na2O2，转移1 ml电子，A项正确；铝与NaOH溶液发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，2.7 g (0.1 ml)Al消耗0.1 ml H2O，B项正确；根据反应3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(△))Fe3O4＋4H2,0.1 ml Fe完全反应生成eq \f(0.4,3) ml H2，C项错误；在标准状况下，11.2 L Cl2的物质的量为0.5 ml，含有的原子数为NA，但题中未给出标准状况的条件，D项错误。


3．等量镁、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 )





A．2 ml·L－1 H2SO4溶液B．3 ml·L－1 CuSO4溶液


C．6 ml·L－1 KOH溶液D．3 ml·L－1 Ba(OH)2溶液


解析：镁与铝都能与2 ml·L－1 H2SO4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。


4．一块表面已被氧化为Na2O的钠块10.8 g，将其投入100 g水中，产生H2 0.2 g，则被氧化的钠的质量是( D )


A．9.2 gB．10.6 g


C．6.2 gD．4.6 g


解析：由于钠块放入水中发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，由产生H2的质量可求出Na的质量，进而可求出钠块中Na2O的质量，最后根据关系式：Na2O～2Na才能求出被氧化的钠的质量。


5．将总物质的量为n ml的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)投入一定量的水中充分反应，金属没有剩余，共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式正确的是( D )


A．x＝eq \f(V,11.2n)B．0

C．V＝33.6n(1－x)D．11.2n

解析：Na的物质的量为nx ml，Al的物质的量为n(1－x) ml，根据得失电子守恒，可知H2的物质的量为eq \f(nx＋3n1－x,2) ml，则V＝11.2n(3－2x)，x＝eq \f(3,2)－eq \f(V,22.4n)。根据反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑和题中“金属没有剩余”，可知n(Na)≥n(Al)，即0.5≤x<1。当x＝1时，产生H2的物质的量为0.5n ml，即11.2n L(标准状况)；当x＝0.5时，产生H2的物质的量为n ml，即22.4n L(标准状况)，故11.2n

6．将23 g钠投入m1 g足量水中得到a g溶液，将24 g镁投入m2 g足量盐酸中得到b g溶液。若m1＝m2，则a与b的关系是( C )


A．a>bB．a

C．a＝bD．无法确定


解析：由于m1＝m2，所以只需比较反应后溶液增加的质量即可。用差量法可知，23 g钠投入水中放出1 g氢气，溶液增重22 g,24 g镁投入盐酸中放出2 g氢气，溶液增重22 g，所以反应后a＝b。


二、非选择题


7．在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30 mL同浓度的盐酸，加入同一种镁铝混合物粉末，产生气体，有关数据列表如下：


(1)甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是不足量的？__乙__(填“甲”或“乙”)。理由是__甲、乙生成H2的体积不等，则产生H2体积小的说明还有酸未反应，因此甲中盐酸过量，混合物反应完全；若乙中盐酸过量，则可产生H2：eq \f(280,255)×385 mL≈423 mL，而实际为336 mL，说明乙中盐酸不足，镁铝混合物过量__。


(2)要算出盐酸中HCl的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据是__336_mL__，求得盐酸中HCl的物质的量浓度为__1_ml·L－1__。


(3)求混合物中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数据是__255_mg和280_mL__，求得Mg、Al的物质的量之比为__1∶1__。


解析：(1)因甲、乙生成H2的体积不等，则产生H2体积小的，说明还有酸未反应，因此甲中盐酸过量，混合物反应完全；若乙中盐酸过量，则可产生H2：eq \f(280,255)×385 mL≈423 mL，而实际为336 mL，说明乙中盐酸不足，混合物过量。


(2)在乙或丙中，因盐酸反应完全，则可根据


2HCl ～ H2


2 1


n(HCl)＝eq \f(336×10－3 L,22.4 L·ml－1)×2＝3×10－2 ml n(HCl)＝eq \f(3×10－2 ml,0.03 L)＝1 ml·L－1


(3)在甲中，混合物完全反应，盐酸有剩余，则可根据混合物质量225 mg，生成气体280 mL计算。根据Mg～H2，Al～eq \f(3,2)H2得：


n(Mg)×24 g·ml－1＋n(Al)×27 g·ml－1＝255×10－3 g


n(Mg)＋eq \f(3,2)n(Al)＝eq \f(280×10－3 L,22.4 L·ml－1)


求得：n(Mg)＝0.005 ml，n(Al)＝0.005 ml，


n(Mg)∶n(Al)＝1∶1。


8．在隔绝空气的条件下，某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜，并用针刺一些小孔的铝箔包好，然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待钠块反应完全后，在容器中仅收集到1.12 L氢气(标准状况下)，此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27 g，水槽和容器内溶液的总体积为2.0 L，溶液中NaOH的浓度为0.050 ml·L－1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。


(1)写出该实验中发生反应的化学方程式：


__2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑__；


__Na2O＋H2O===2NaOH__；


__2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑__。


(2)消耗Al的物质的量为__0.010_ml__。


(3)末被氧化的金属钠的物质的量为__0.070_ml__。


(4)Na2O的物质的量为__0.020_ml__。


解析：该实验中发生的反应可表示为①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，②Na2O＋H2O===2NaOH，③2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。消耗Al的物质的量为n(Al)＝eq \f(0.27 g,27 g·ml－1)＝0.010 ml，生成氢气的物质的量为n(H2)＝0.015 ml，那么由金属钠生成氢气的物质的量为n(H2)＝eq \f(1.12 L,22.4 L·ml－1)－0.015 ml＝0.035 ml，根据反应①可得金属钠的物质的量为n(Na)＝2×0.035 ml＝0.070 ml，又因为反应后溶液中NaOH的物质的量为n(NaOH)＝2.0 L×0.050 ml·L－1＝0.10 ml，所以溶液中Na＋的总物质的量即原金属钠的总物质的量为n(Na＋)＝0.10 ml＋0.010 ml＝0.110 ml，


n(Na2O)＝eq \f(0.110 ml－0.070 ml,2)＝0.020 ml。


9．如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0 g固体，配成1 L溶液，请计算：


eq \x(\a\al(氢氧化钠 化学纯CP,500 g,品名：氢氧化钠,化学式：NaOH,相对分子质量：40))


(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为__0.6_ml·L－1__。


(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积为__4.032_L__。


解析：(1)n(NaOH)＝eq \f(mNaOH,MNaOH)＝eq \f(24.0 g,40 g·ml－1)＝0.6 ml，


c(NaOH)＝eq \f(nNaOH,V[NaOHaq])＝eq \f(0.6 ml,1 L)＝0.6 ml·L－1。


(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑


2 ml 22.4 L×3


0.6 ml·L－1×0.2 L V


eq \f(2 ml,0.6 ml·L－1×0.2 L)＝eq \f(22.4 L×3,V)，V＝4.032 L。实验序号
甲
乙
丙
混合物质量/mg
255
385
459
生成气体体积/mL
280
336
336