高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料第2课时巩固练习

第三章　第二节　第2课时

对点训练

题组一　应用化学方程式计算

1．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积比为( B )

A．16  B．11

C．23  D．32

解析：由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2可知，酸、碱均过量，铝完全反应，相同质量的两份铝，产生的H2物质的量是相等的，生成H2的体积比为11。

2．将23 g钠投入m1 g足量水中得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>b  B．a<b

C．a＝b  D．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。

题组二　关系式法和方程组法计算

3．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1  B．17

C．78  D．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。

4．用科学的方法研究得到物质的组成才能合理地应用物质。有3.92 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入足量的澄清石灰水中得到7.0 g固体沉淀物，这种铁的氧化物为( D )

A．Fe3O4　　　　　　   B．FeO

C．Fe2O3  D．Fe5O7

题组三　差量法和极限法

5．若3.6 g某金属与足量盐酸充分反应，放出4.48 L(标准状况下)H2，则该金属可能是( A )

A．Al  B．Mg

C．Fe  D．Zn

解析： 设该金属(R)的相对原子质量为Mr，与盐酸反应后生成的化合物中R的化合价为x，则：

2R＋2xHCl===2RClx＋xH2↑

2Mrg　　　　　　　 22.4x L

3．6 g　　　　　　　4.48 L

所以＝，解得Mr＝9x。

讨论：若x＝1，则Mr＝9，不存在该金属；若x＝2，则Mr＝18，不存在该金属；若x＝3，则Mr＝27，A项中Al符合。

6．工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质，某化学兴趣小组取a g工业纯碱样品与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体。则该样品中纯碱的质量分数是( D )

A.×100% B.×100%

C.×100% D.×100%

解析：根据反应的化学方程式，采用差量法可求出该样品中Na2CO3的质量为×106 g，其质量分数为×100%＝×100%。

题组四　守恒法

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2

B．质量之比为32

C．摩尔质量之比为23

D．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。

8．将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的100 mL 0.05 mol·L－1的盐酸中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3＋、Al3＋刚好完全沉淀，消耗NaOH溶液100 mL，则NaOH溶液的浓度为( C )

A．0.1 mol·L－1  B．0.2 mol·L－1

C．0.05 mol·L－1  D．无法计算

解析：将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量100 mL 0.05 mol·L－1的盐酸中，则生成FeCl3和AlCl3，还有剩余盐酸，然后向其中加入NaOH使Fe3＋、Al3＋沉淀完全，消耗NaOH溶液100 mL，则溶液中溶质为NaCl，根据钠和氯元素守恒得到n(NaCl)===n(HCl)，则NaOH的物质的量为0.05 mol·L－1×0.1 L＝0.005 mol，则NaOH溶液浓度为＝0.05 mol·L－1，故选C。

 综合强化

9．把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。下列有关该反应的说法正确的是( D )

A．反应中Na与NaOH的质量相等

B．反应中H2O和H2的质量相等

C．反应中H2O和H2的质量之比为21

D．反应中Na与NaOH的物质的量之比为11

解析：该反应中，Na与NaOH的物质的量之比为11，质量之比为2340，所以A项错误，D项正确；H2O与H2的物质的量之比为21，质量之比为181，所以B项、C项均错误。

10．n g金属溶于足量的盐酸时生成m mol H2，若该金属的化合价为＋2价，则该金属的相对原子质量为( A )

A.  B．

C. g·mol－1  D． g·mol－1

解析：＋2价金属M和足量的盐酸反应，化学方程式为M＋2HCl===MCl2＋H2↑，生成m mol H2，根据化学方程式可知，金属为m mol，所以该金属的摩尔质量为n g/m mol＝ g·mol－1，相对原子质量在数值上和摩尔质量相等，所以该金属的相对原子质量为，故选A。

11．甲、乙两烧杯中各盛有1 L 3mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，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V(甲)V(乙)＝12，则加入铝粉的质量为( A )

A．54 g  B．36 g

C．27 g  D．18 g

12．已知还原性I－>Fe2＋>Br－。有一混合溶液，其中只含有Fe2＋、Cl－、Br－、I－。其中Cl－、Br－、I－的个数比为234，向该溶液中通入氯气，使溶液中Cl－和Br－的个数比为31，则通入氯气的物质的量与溶液中剩余的Fe2＋物质的量之比为( C )

A．91  B．62

C．73  D．74

解析：设Cl－、Br－、I－的物质的量分别是2 mol、3 mol、4 mol，根据电荷守恒，2n(Fe2＋)＝n(Cl－)＋n(Br－)＋n(I－)，则n(Fe2＋)＝4.5 mol；设消耗氯气物质的量为x mol，由于还原性I－>Fe2＋>Br－，则先发生反应Cl2＋2I－===2Cl－＋I2、后发生反应Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋，与I－反应消耗2 mol Cl2，则与亚铁离子反应的氯气是(x－2)mol，所以剩余的亚铁离子是(8.5－2x)mol，此时溶液中氯离子是(2＋2x)mol，溶液中Cl－和Br－的个数比为31，即(2＋2x)mol3 mol＝31，解得x＝3.5，所以剩余亚铁离子是1.5 mol，则通入氯气的物质的量与溶液中剩余Fe2＋的物质的量之比为3.5 mol1.5 mol＝73，答案选C。

13．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 mol·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_mol__。

(3)未被氧化的金属钠的物质的量为_0.070_mol__。

(4)Na2O的物质的量为_0.020_mol__。

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)＝＝0.010 mol，生成氢气的物质的量为n(H2)＝0.015 mol，那么由金属钠生成氢气的物质的量为n(H2)＝－0.015 mol＝0.035 mol，根据反应①可得金属钠的物质的量为n(Na)＝2×0.035 mol＝0.070 mol，又因为反应后溶液中NaOH的物质的量为n(NaOH)＝2.0 L×0.050 mol·L－1＝0.10 mol，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 mol＋0.010 mol＝0.110 mol，n(Na2O)＝＝0.020 mol。

14．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。

(1)A中试剂为_氢氧化钠溶液__。

(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_除去铝镁合金表面的氧化膜__。

(3)B中发生反应的化学方程式为 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　。

(4)若实验用的铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为 　。

(5)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_偏小__(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。

解析：根据实验目的，要测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量，需要选用一种试剂只能与铝反应，不能与镁反应，因此可以选用氢氧化钠溶液，结合2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑分析解答。

(1)根据铝镁的化学性质，铝镁都能与酸反应放出氢气，但镁与氢氧化钠溶液不反应，铝能与NaOH溶液反应放出氢气，因此要测定铝镁合金中铝的质量分数，应选择NaOH溶液。

(2)铝镁是活泼的金属，表面容易形成一层氧化膜，在实验前需要除去。

(3)B管中发生铝与NaOH溶液的反应：

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

(4)铝镁合金的质量为a g，B中剩余固体镁的质量为c g，则参加反应的铝的质量为(a－c) g，设铝的相对原子质量为M，则

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

2M　　　　　　　　　　　　3×22 400 mL

(a－c)g   　　                  b mL

有＝解得：

M＝。

(5)铝的质量分数为×100%，实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，c值偏大，则铝的质量分数偏小。