2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
2×23 g 2 mol 22.4 L 1.15 g 0.1 L×c V
V=c=
22.4 L×1.15 g
=0.56 L,
2×23 g2 mol×1.15 g-1
=0.5 mol·L。
2×23 g×0.1 L
-1
答案:(1)0.56 L (2)0.5 mol·L
[三级训练·节节过关]
1.有关Al与NaOH溶液反应的说法中,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.反应中1 mol Al失去4 mol电子
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 解析:选D Al与NaOH溶液反应的分析如下:
所以反应中,氧化剂是H2O,还原剂是Al,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。 2.铝制品具有较强的抗腐蚀性能,主要是因为( ) A.铝具有银白色的金属光泽 B.铝表面形成致密的氧化物薄膜 C.铝不与碱反应 D.铝不与酸反应
解析:选B 铝制品具有较强的抗腐蚀性,是因为铝表面产生一层致密的氧化物薄膜,阻碍反应的进行。
3.质量比为2∶3的金属铝分别跟足量稀H2SO4和NaOH溶液反应,则产生H2的体积比是( )
A.1∶2 C.2∶3
解析:选C 由化学方程式2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2
+3H2↑可知,两反应中均2 mol Al生成3 mol H2,因此,产生H2的体积比为2∶3。也可由
- 6 -
B.1∶3 D.3∶2
得失电子数判断,由+1价氢变成0价氢气是得到电子,H2的体积与得到电子数成正比,与失去电子数成正比,即与Al的质量成正比。
4.Na、Mg、Al三种金属各2 mol分别跟1 L 1 mol·L的盐酸反应时,相同条件下放出氢气体积最大的是( )
A.Al C.Na
B.Mg
D.三者产生的氢气一样多
-1
解析:选C 由化学方程式2Na+2HCl===2NaCl+H2↑,Mg+2HCl===MgCl2+H2↑,2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,可知,2 mol Na、Mg、Al分别消耗2 mol、4 mol、6 mol,而盐酸的物质的量为1 mol,所以酸完全反应,Mg、Al放出氢气的物质的量为0.5 mol,Na除了与盐酸反应外,还与水反应,共放出氢气1 mol,所以放出氢气体积最大的是Na。
5.完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。
(1)分别取a 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比是________________________________________________________________________。
(2)分别取0.1 mol钠、镁、铝与足量盐酸反应,在相同条件下产生氢气的体积比是________________。
(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________;质量比是________。
解析:(1)a g Na、Mg、Al的物质的量分别为 mol、 mol、 mol,由三者与足量盐232427酸反应的化学方程式:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑,Mg+2HCl===MgCl2+H2↑,2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,可得关系式:2Na~H2,Mg~H2,2Al~3H2,所以a g Na、Mg、Al生成
aaaaaa111
H2的体积之比为∶∶=∶∶。
46241823129
解答本题也可由电子守恒知产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比:(
a ga g
×1)∶(-1×2)∶(-1×3),直接得出答案。
23 g·mol24 g·mol27 g·mol
-1
a g
(2)0.1 mol钠、镁、铝与足量盐酸反应,转移电子数之比为(0.1 mol×1)∶(0.1 mol×2)∶(0.1 mol×3)=1∶2∶3,即产生H2的体积之比为1∶2∶3。
(3)与前两问恰好反过来,氢气的体积相等,转移的电子数相等,即为金属失去的电子数相等。
111
答案:(1)∶∶ (2)1∶2∶3
2312911
(3)1∶∶(或6∶3∶2) 23∶12∶9
23
- 7 -
1.除去镁粉中的等量铝粉,可选用的试剂是( ) A.稀盐酸 C.NaOH溶液
B.稀硝酸 D.氯化钠溶液
解析:选C 镁可与酸反应,但不能与碱液反应。 2.下列关于铝的说法中,不正确的是( ) A.能与盐酸反应 B.常温下不能与氧气反应 C.能与NaOH溶液反应 D.地壳中含量最高的金属元素
解析:选B 铝既能与酸反应又能与氢氧化钠溶液反应放出氢气,A、C正确;铝的性质活泼,常温下与氧气反应生成致密的氧化物保护膜,B错误;铝是地壳中含量最多的金属,D正确。
3.相同质量的镁和铝分别与足量的盐酸反应,生成标准状况下的氢气( ) A.一样多 C.铝多
B.镁多 D.均为22.4 L
解析:选C 反应中金属失去电子越多,生成氢气的体积越大,同质量Mg、Al失去电子11
数之比为×2∶×3=3∶4,即产生H2的体积比为3∶4。
2427
4.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 C.蔗糖溶液
B.H2SO4稀溶液 D.NaCl溶液
解析:选B 镁和铝都能与稀H2SO4反应,而与NaOH溶液反应时,只有铝参加反应,故前者生成氢气多;C、D项不反应,无氢气放出。
5.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为( )
A.1∶1 C.3∶1
B.2∶1 D.1∶3
解析:选C 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 6 mol 3 mol 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2 mol 3 mol
n(HCl)∶n(NaOH)=6∶2=3∶1。
6.两份铝屑,一份与足量的稀盐酸反应,另一份与足量的NaOH溶液反应,产生H2的体积比为1∶2(同温同压下),则两份铝屑的质量比为( )
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A.1∶1 C.1∶3
B.1∶2 D.1∶4
解析:选B 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,由于盐酸、氢氧化钠均足量,生成H2的量应根据Al的量计算。从反应方程式可看出,若生成H2的体积比为1∶2,则两份铝屑的质量比为1∶2。
7.在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯,两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液,天平处于平衡状态,当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后( )
A.天平保持平衡 C.左低右高
B.左高右低 D.无法确定
解析:选A 由化学方程式2Al+2H2O+2NaOH===2NaAlO2+3H2↑及2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑可知,当酸和碱过量时,等量的铝反应能产生等量的氢气,所以天平依然保持平衡。
8.甲、乙两烧杯中各盛有3 mol·L的盐酸和氢氧化钠溶液100 mL,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙=1∶2,则加入铝粉的质量为( )
A.5.4 g C.2.7 g
B.3.6 g D.1.8 g
-1
解析:选A 由6HCl+2Al===2AlCl3+3H2↑,2NaOH+2Al+2H2O===2NaAlO2+3H2↑可知,两份等质量的Al都完全反应时,生成的H2也等量,消耗的HCl与NaOH不等量。实际上HCl、NaOH同为0.3 mol,且生成H2的量比为1∶2,所以HCl相对Al不足,NaOH相对Al过量。生成H2的量为1∶2,参加反应的Al的量也为1∶2。与0.3 mol HCl反应的Al为2.7 g,则与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。
9.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
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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↑
10.向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应,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)生成的H2在标准状况下的体积。
10.8 g-1
解析:(1)Al的摩尔质量是27 g·mol,n(Al)=-1=0.4 mol。
27 g·mol(2)2Al + 2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2 2 0.4 mol n(NaOH) 则
2
=
0.4 moln2
,n(NaOH)=0.4 mol
-
-
-2-
c(NaOH)=
0.4 mol-1
=0.8 mol·L。 0.5 L
(3)2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
2 mol 3×22.4 L 0.4 mol V(H2)
V(H2)=
0.4 mol×3×22.4 L
=13.44 L。
2 mol
-1
答案:(1)0.4 mol (2)0.4 mol 0.8 mol·L (3)13.44 L
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方程式中化学计量数之比 D.它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比
解析:选D 化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。
2.将铝投入到一定量的NaOH溶液中,充分反应后,有2 mol 的电子发生转移,则参加反应的NaOH的物质的量为( )
1
A. mol 3
B.1 mol
- 10 -