专题课件 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
1．物质在发生化学反应时( ) A．它们的质量一定相等 B．它们的物质的量一定相等
C．它们的质量之比等于化学方程式中化学计量数之比 D．它们物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比
解析： 物质发生化学反应时，是按照一定的比例(物质的量)进行的，这也是化学方程式中的化学计量数之比。
答案： D
2．除去镁粉中的少量铝粉，可选用( ) A．硫酸 C．盐酸
B．氨水 D．氢氧化钠溶液
解析： 铝与NaOH溶液反应，而镁不与NaOH溶液反应。 答案： D
3．下列反应的离子方程式书写正确的是( ) A．钠和冷水反应Na＋2H2O===Na＋2OH＋H2↑ B．金属铝溶于氢氧化钠溶液Al＋2OH===AlO2＋H2↑ C．金属铝溶于盐酸中2Al＋6H===2Al＋3H2↑ D．铁跟稀硫酸反应Fe＋2H===Fe＋H2↑
解析： A项电荷不守恒；B项还应有H2O参与反应且电荷也不守恒；D项应生成Fe。 答案： C
4．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是( )
2＋
＋
3＋＋
3＋－
－
＋
－
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
1
D．右边球上出现红色，左边溶液的碱性增强
解析： 左边Al球与NaOH溶液反应，产生H2，但没有白色沉淀生成，A项错误；铁球与CuSO4反应，在铁球表面生成红色Cu，由于右边烧杯总质量不变，左边总质量减小，所以杠杆右边下沉，B项正确，C项错误；由于NaOH消耗，左边碱性减弱，D项错误。
答案： B
5．(2015·芜湖高一检测)等质量的两份铝分别与足量稀硫酸和足量NaOH溶液反应，若消耗的两溶液的体积相等，则两溶液的物质的量浓度之比为( )
A．3∶2 C．1∶1
B．2∶3 D．1∶2
解析： 依题意，两份铝的物质的量相等，设n(Al)＝1 mol。 2Al ＋ 3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑ 2 mol 3 mol 1 mol n(H2SO4) 得：n(H2SO4)＝1.5 mol
2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2 mol 2 mol 1 mol n(NaOH) 得：n(NaOH)＝1 mol
两溶液体积相等，故c(H2SO4)∶c(NaOH)＝n(H2SO4)∶n(NaOH)＝1.5∶1＝3∶2。 答案： A
6．用铝箔包裹0.1 mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体(标准状况)为( )
A．O2和H2的混合气体 C．大于1.12 L H2
B．1.12 L H2 D．小于1.12 L H2
解析： 从钠和铝的性质入手，首先钠与水反应生成NaOH和H2，铝再与NaOH反应生成NaAlO2和H2，收集到的气体为两者产生的氢气的体积之和，显然要比钠单独产生的H2多，故正确答案为C。
答案： C
7．某无色透明溶液，能与铝反应放出H2，此溶液中可以大量共存的离子组是( ) A．H、Mg、CO3、Ba C．Ba、NO3、Cl、OH
＋
2－
2＋
2＋
－
－
－
＋
2＋
2－
2＋
B．K、H、SO4、HCO3 D．Fe、Na、Cl、SO4
2－
＋
－
2＋
＋
－
2－
＋＋2－－
解析： A项，溶液中H和CO3，Ba和CO3均不能大量共存；B项，H与HCO3可发生反应：H＋HCO3===H2O＋CO2↑，D项，Fe溶液显浅绿色。
答案： C
2
＋
－
2＋
8．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为4.48 L。下列推断中不正确的是( )
A．参加反应的Mg、Al共0.2 mol B．参加反应的HCl为0.4 mol
C．Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子 D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2
解析： 反应的实质为Mg＋2H===Mg＋H2↑，2Al＋6H===2Al＋3H2↑，n(H2)＝4.48 L＋
＝0.2 mol，则参加反应的n(H)＝0.4 mol。若换成稀H2SO4，同样产生0.2 mol
22.4 L/mol
H2。依据得失电子守恒，由2H―→H2得电子总数为0.2 mol×2＝0.4 mol，故C正确。0.2 mol Mg提供0.4 mol电子，0.2 mol Al则提供0.6 mol电子，0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol、小于0.6 mol，A不正确。
答案： A
9．铁粉可与高温水蒸气反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是( )
A．0.5 mol C．1.5 mol
B．1 mol D．2 mol
＋
＋
2＋
＋
3＋
△
解析： 3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2 Δm 3 mol 64 g n(Fe) 32 g
3 mol64 g
＝，解得n(Fe)＝1.5 mol。
nFe32 g答案： C
10．把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含a mol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含b mol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为( )
A．0.1(b－2a) mol·LC．10(b－a) mol·L
－1
B．10(2a－b) mol·L D．10(b－2a) mol·L
2＋
＋
－
＋
－
2＋
－1
－1
－1
解析： 根据电荷守恒有2n(Ba)＋n(K)＝n(Cl)，得n(K)＝n(Cl)－2n(Ba)＝n(Ag
＋
)
2－
＋
－2n(SO4)＝(b－2a) mol，c(K)＝答案： D 二、非选择题
b－2a0.1 L
＝10(b－2a) mol·L。
－1
11．在一个用铝制的易拉罐内充满CO2气体，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即
3
用胶布密封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。
(1)罐壁内凹而瘪的原因是
________________________________________________________________________，
离子方程式可能为
________________________________________________________________________；
(2)罐再鼓起的原因是
________________________________________________________________________，
离子方程式可能为
________________________________________________________________________。
解析： 在易拉罐内充入CO2后加入NaOH溶液，会发生反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，而使罐内气体压强减小，所以在外界大气的作用下而变瘪；而后过量的NaOH溶液会与易拉罐的成分铝发生反应而生成H2，发生的反应是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以罐内压强会变大，所以易拉罐又会重新鼓起来。
答案： (1)CO2被吸收而被外界大气压瘪 2OH＋CO2===CO3＋H2O (2)由于铝与碱反应生成H2，压强增大而重新鼓起 2Al＋2OH＋2H2O===2AlO2＋3H2↑
12．某无色透明溶液与金属铝反应放出H2。判断下列离子：Mg、Cu、Ba、H、Ag
＋
2＋
2＋
2＋
＋
－
－
－
2－
、SO4、SO3、HCO3、OH等，在下列情况下何者能大量存在于此溶液中。 (1)当生成Al时，能大量存在
3＋
2－2－－－
________________________________________________________________________。
(2)当生成AlO2时，能大量存在
________________________________________________________________________。
解析： 无色溶液，则一定无Cu。当生成Al时为强酸性溶液且反应放出H2，阴离子只能有SO4，则一定无SO3、HCO3、OH、Ba、Ag。当生成AlO2时，为碱性溶液，阳离子只能有Ba，则一定无Mg、Ag、HCO3、H、SO4、SO3。
答案： (1)H、Mg、SO4 (2)OH、Ba
13．完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。
(1)取w g钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是________。
(2)取0.1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是________。
(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是
4
－
2＋
＋
2＋
2－
2＋
2＋
＋
－
＋
2－
2－
2－
2－
－
－
2＋
＋
－
2＋
3＋
－
________；质量之比是________。
(4)若将0.2 mol钠、镁、铝分别投入10 mL 1 mol·L盐酸中，则在标准状况下产生氢气体积的大小顺序是________。
解析： (1)利用电子守恒，产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比：×1∶
2324×2∶×3。(2)0.1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，金属转移的电子数之比为
27
(0.1 mol×1)∶(0.1 mol×2)∶(0.1 mol×3)，所以产生氢气的体积之比为1∶2∶3。(3)与前面两小题恰好反过来，氢气的体积相等，转移的电子数相等，即金属失电子数相等。(4)Mg、Al过量时应以盐酸的量来计算生成的气体的体积(转移电子为0.01 mol)，Na也过量但过量的钠可以与水反应(共转移电子0.2 mol)。
111
答案： (1)∶∶ (2)1∶2∶3
23129(3)6∶3∶2 23∶12∶9 (4)钠>镁＝铝
14．向足量的500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应。试计算： (1)Al的物质的量。
(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。 (3)生成标准状况下H2的体积。
解析： (1)根据物质的量、摩尔质量和质量之间的等式关系，n＝，能求出Al的物质的量。由反应的化学方程式能求出参加反应的NaOH和生成H2的物质的量，则能求出NaOH溶液的物质的量浓度及标准状况下H2的体积。
－1
wwwmMn(Al)＝
10.8 g
＝0.4 mol。
27 g/mol
(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。 则2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2 2 0.4 mol n 则
22
＝，n＝0.4 mol，
0.4 moln0.4 mol
＝0.8 mol/L。 0.5 L
c(NaOH)＝
(3)设生成标准状况下H2的体积是V。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2 mol 3×22.4 L 0.4 mol V
5
V＝0.4 mol×3×22.4 L
＝13.44 L。
2 mol
答案： (1)0.4 mol (2)0.8 mol/L (3)13.44 L
6