2022版高中化學 第三章 金屬及其化合物 學業(yè)分層測評12 金屬與非金屬、酸和水的反應 新人教版必修1

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1、2022版高中化學 第三章 金屬及其化合物 學業(yè)分層測評12 金屬與非金屬、酸和水的反應 新人教版必修1 1．金屬材料在人類社會的發(fā)展史上一直發(fā)揮著重要的作用。人類歷史上使用最早的金屬是(　　) A．銅　　　　　　　　 B．鐵 C．鋁 D．鈦 【答案】　A 2．下列關于金屬的通性說明不正確的是(　　) A．金屬的熔點差別較大 B．在自然界中沒有游離態(tài)的鈉 C．金屬單質在化學反應中既可作氧化劑又可作還原劑 D．與酸反應越劇烈的金屬活潑性越強 【解析】　金屬在化學反應中只作還原劑。 【答案】　C 3．金屬鈉是一種活潑金屬，除了具有金屬的一般性質外，還具有自己的特性。關于

2、鈉的敘述中，正確的是(　　) A．鈉是銀白色金屬，熔點低，硬度大 B．鈉放置在空氣中，會迅速被氧化而生成淡黃色的氧化鈉 C．加熱時，金屬鈉劇烈燃燒，產生黃色火焰 D．金屬鈉著火可以用泡沫滅火器或用干燥的沙土滅火 【解析】　A項鈉硬度大是錯誤的。B項鈉放置在空氣中被氧化首先是變暗，生成白色Na2O而不是生成淡黃色的Na2O2，故B錯。D項鈉著火不能用泡沫滅火器滅火，因鈉燃燒生成的Na2O2與CO2反應放出O2，不能滅火，故D錯。 【答案】　C 4．下列推理正確的是(　　) A．鋁粉在氧氣中燃燒生成Al2O3，故鐵絲在氧氣中燃燒生成Fe2O3 B．鐵能從硫酸銅溶液中置換出銅，故

3、鈉也能從硫酸銅溶液中置換出銅 C．活潑金屬鈉保存在煤油中，故活潑金屬鋁也保存在煤油中 D．鈉與氧氣、水等反應時鈉均作還原劑，故金屬單質參與反應時金屬均作還原劑 【解析】　A中鐵絲在O2中燃燒生成Fe3O4不是Fe2O3；B中鈉與CuSO4溶液反應不能置換出銅：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑；C中鋁在空氣中形成致密的氧化膜，不必保存在煤油中。 【答案】　D 5．下列描述，符合事實的是(　　) A．實驗室中有單質鈉，自然界中也存在游離態(tài)的鈉 B．鈉比銅的金屬性強，把鈉投入CuSO4溶液，可置換出單質銅 C．用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精燈

4、上加熱至熔化，輕輕晃動，熔化的鋁不滴落 D．將兩小塊質量相等的金屬鈉，一塊直接投入水中，另一塊用鋁箔包住，在鋁箔上刺些小孔，然后放入水中，兩者放出的氫氣相等 【解析】　A中實驗室的單質鈉是人工制得的，由于鈉很活潑，自然界中不存在游離態(tài)的鈉。B中，Na投入水中先生成NaOH，NaOH再與CuSO4反應生成Cu(OH)2，不可能置換出銅單質。C中，鋁表面有一層高熔點(2 050 ℃)的氧化物薄膜，所以Al熔化后不會滴落。D中，用鋁箔包住的鈉產生氫氣量多， 因為Al與NaOH溶液反應也放出H2：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

5、。 【答案】　C 6．下列有關鐵與水反應的說法中正確的是(　　) A．在任何條件下，鐵與水均能發(fā)生反應 B．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氫氧化鐵和氫氣 C．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成氧化鐵和氫氣 D．在高溫時，鐵與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣 【解析】　高溫下，F(xiàn)e與H2O(g)反應，常溫下，F(xiàn)e與H2O難反應；Fe與H2O(g)反應生成四氧化三鐵和H2。 【答案】　D 7．下列關于鈉的性質敘述中，不正確的是(　　) A．切下一小塊鈉，投入水中，鈉熔成小球，說明鈉與水反應有熱量放出 B．從鈉能與水反應可推知鈉也能與鹽酸反應 C．鈉在空氣中燃燒生成氧化鈉 D．切開一

6、塊鈉，呈銀白色，很快變暗，說明鈉常溫下能與氧氣反應 【解析】　Na在空氣中燃燒生成Na2O2。 【答案】　C 8．將一小塊鈉投入盛飽和澄清石灰水的試管里，不可能觀察到的現(xiàn)象是(　　) A．熔成小球并在液面上游動 B．有氣體生成 C．溶液底部有銀白色物質生成 D．溶液變渾濁 【解析】　將一小塊鈉投入盛飽和澄清石灰水的試管中，鈉與水劇烈反應，所以首先觀察到鈉與水反應的一系列現(xiàn)象。隨著2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑反應的進行，水被消耗，溶液的溫度升高，由于Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而降低，所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出，可以觀察到溶液變渾濁。 【答案】　C

7、 9．某化學課外活動小組為了檢驗鈉與水反應的產物，設計了如圖所示裝置(夾持裝置省略)。反應一會兒后加熱銅絲。 根據(jù)反應中觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題： (1)金屬鈉的變化現(xiàn)象是____________________________________________ _______________________________________________________________。 (2)U形管中溶液的顏色____________________________________________， 說明有__________________________________生

8、成。 (3)銅絲的變化現(xiàn)象是________________，說明有________生成；若去掉后面的裝置，則檢驗生成的氣體的方法是____________________________________ ___________________________________________________________________。 【解析】　該裝置是鈉與水反應實驗的改進。由于使用了密封裝置且增加了煤油，反應現(xiàn)象更便于觀察，生成的物質更便于檢驗。鈉位于水和煤油的界面處，與水發(fā)生反應2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的H2與CuO在加熱條件下發(fā)生反應H2＋CuOCu＋H

9、2O。 【答案】　(1)鈉在水和煤油的界面處上下浮動且逐漸變小，熔化成閃亮的小球 (2)逐漸由無色變?yōu)榧t色　NaOH (3)由黑色變?yōu)榧t色　H2　在導管口處點燃氣體，有淡藍色火焰產生 10．根據(jù)你對金屬鈉性質的了解，回答下列問題： (1)關于鈉的敘述中，正確的是(　　) A．鈉是銀白色金屬，硬度很大 B．將金屬鈉放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈加熱后金屬鈉劇烈燃燒，產生黃色火焰，生成過氧化鈉 C．金屬鈉在空氣中燃燒，生成氧化鈉 D．金屬鈉的熔點很高 (2)由于金屬鈉很容易跟空氣中的________、________等物質反應，通常將它保存在________里，以使它與________

10、、________等隔絕。 (3)將金屬鈉加入CuSO4溶液中會產生藍色沉淀。請結合化學方程式解釋這一現(xiàn)象，____________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 【解析】　通過外觀的觀察和鈉與水反應的實驗現(xiàn)象可知，鈉的物理性質有銀白色、密度小、熔沸點低、質地柔軟、能導電、導熱等。作為活潑的金屬，鈉易與O2、水發(fā)生化學反應。(1)A選項中有關鈉硬度的描述不正確；C選項中有關鈉在空氣中燃燒

11、的產物說法有誤；D選項中有關金屬鈉熔點的描述不符合事實。只有B項正確。(2)由于金屬鈉很活潑，很容易跟空氣中的氧氣、水蒸氣等物質反應，因此保存時應隔絕空氣，通常保存在煤油里。鈉的密度大于煤油的密度且鈉與煤油不反應，鈉在煤油中沉在底部而避免了與空氣的接觸。(3)金屬鈉與鹽的水溶液的反應，不可能置換出金屬單質。鈉首先要和溶液中的水反應生成NaOH和H2，生成的NaOH再和鹽發(fā)生復分解反應。 【答案】　(1)B　(2)氧氣　水蒸氣　煤油　氧氣　水蒸氣　(3)鈉投入CuSO4溶液中，首先發(fā)生反應2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的NaOH能與CuSO4反應2NaOH＋CuSO4===Na

12、2SO4＋Cu(OH)2↓，所以會觀察到有藍色沉淀生成 11．有人設計了如圖所示的實驗裝置來探究鈉與水反應(鐵架臺等儀器已略)。實驗前在橡膠塞下端打一個小孔穴，將一大小適中的鈉塊固定于針頭下端，向上抽動針頭使鈉塊藏于孔穴內。在玻璃反應管內裝入適量水(使鈉塊不與水接觸)。實驗時，拔去橡膠乳頭，按住橡膠塞，將針頭緩緩向上拔起，使鈉與水接觸，反應管內的液體被產生的氣體壓出，流入置于下方的燒杯中，氣體則被收集在反應管內。 (1)鈉與水反應的離子方程式為______________________________________ __________________________________

13、_____________________________。 (2)實驗中“鈉塊熔化為閃亮的小球”說明__________________________；向燒杯中的溶液中滴加____________，溶液變紅，說明鈉與水反應生成堿性物質。 【答案】　(1)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ (2)鈉與水的反應過程中有熱量放出，Na熔點較低　酚酞試液 12．(1)如圖所示裝置，在平底燒瓶的底部有一塊鈉，平底燒瓶內是干燥的空氣。過一段時間后可觀察到________________，發(fā)生反應的化學方程式為 __________________________________

14、_________________________________。 (2)某班同學用如圖所示裝置測定空氣里氧氣的含量。先用彈簧夾夾住橡膠管。點燃鈉，伸入瓶中并塞上瓶塞。待鈉熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察廣口瓶內水面變化情況。 ①上述實驗過程中發(fā)生反應的化學方程式為_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ②實驗完畢，甲同學的廣口瓶內水面上升明

15、顯小于瓶內空氣體積的1/5，乙同學的廣口瓶水面上升明顯大于瓶內空氣體積的1/5。下列對這兩種現(xiàn)象解釋合理的是________。 a．甲同學可能使用鈉的量不足，瓶內氧氣沒有消耗完 b．甲同學可能未塞緊瓶塞，鈉熄滅冷卻時外界空氣進入瓶內 c．乙同學可能沒夾緊彈簧夾，鈉燃燒時瓶內部分空氣受熱從導管逸出 d．乙同學可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內部分空氣受熱逸出 【解析】　(1)鈉與空氣中的氧氣反應生成Na2O，使鈉表面變暗，同時燒瓶內壓強降低，氣球會膨脹。 (2)a項，若鈉的量不足，則氧氣消耗不完，造成進水量少于容器容積的1/5，結果偏低，合理。b項，若瓶塞未塞緊，鈉熄滅冷卻，瓶內

16、氣體收縮，外面的空氣會進入瓶內，使氣體得到補充，造成結果偏低，合理。c項，若彈簧夾未夾緊，鈉燃燒時，瓶內氣體膨脹，使部分氣體從導管口逸出，造成結果偏高，合理。d項，若插入燃燒匙太慢，鈉燃燒時，瓶內氣體膨脹，在塞緊瓶塞前，瓶內部分氣體從瓶口逸出，造成結果偏高，合理。 【答案】　(1)鈉表面變暗，氣球膨脹4Na＋O2===2Na2O (2)①2Na＋O2Na2O2?、赼bcd [能力提升] 13．某學習小組進行了如圖所示的實驗，實驗后組員之間的交流不合理的是(　　) A．甲同學認為試管b中收集到的氣體可點燃，且產生淡藍色火焰 B．乙同學認為試管a中生成的黑色固體可能為四氧化三鐵

17、C．丙同學認為將少量還原性鐵粉放入試管中，加適量的水，加熱也可實現(xiàn)該反應 D．丁同學認為用鹽酸溶解固體生成所得溶液有顏色 【答案】　C 14．常溫下，鐵與水幾乎不反應，但高溫下，鐵能與水蒸氣反應，生成四氧化三鐵和氫氣。請設計實驗，證明鐵粉與水蒸氣能夠發(fā)生反應并且產生了氫氣。 (1)鐵粉與水蒸氣反應的化學方程式是________________________________ _______________________________________________________________， 該反應的基本反應類型是________。 (2)某興趣小組同學用如圖所示

18、裝置進行實驗(D可以重復利用)，請你協(xié)助該小組同學完成以下實驗： ①實驗結束后，發(fā)現(xiàn)B中鐵粉全部轉化產生了黑色塊狀固體，為了證明黑色固體不是鐵粉，該興趣小組同學取黑色固體進行實驗，請你幫他們完成下列實驗報告： 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論 黑色固體不是鐵粉 ②為了除去B中出來的水蒸氣，該小組同學在C中首先連接了D作為洗氣裝置對氫氣進行干燥，則D瓶中填裝的藥品可以是________； ③為了收集和驗證所產生的氫氣，該小組同學使用D作為氣體的收集裝置，則氣體應該從________(填“a”或“b”)通入。 【解析】　(1)鐵粉與水蒸氣反應的化學方程式是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，反應物和生成物都是單質和化合物，符合置換反應的特點，屬于置換反應。 (2)①根據(jù)鐵和四氧化三鐵的不同性質鑒定：鐵和鹽酸反應生成氣體，四氧化三鐵和酸反應不生成氣體，也可用加入硫酸銅溶液無紅色物質析出鑒別； ②濃硫酸可干燥氫氣，故填濃硫酸； ③氫氣的密度比空氣小，收集到的氫氣在集氣瓶的上部，故要從短管通入，故填b。 【答案】　(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　置換反應 (2)① 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論 取少量黑色固體加入足量的稀鹽酸，充分反應 無氣泡產生 黑色固體不是鐵粉 ②濃硫酸?、踒