1、第3课时铝与氢氧化钠溶液的反应【基础篇】题组一铝与NaOH、HCl溶液反应的定性规律1.有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是()A.铝是还原剂，其氧化产物是H2B.NaOH是氧化剂，其还原产物是H2C.铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂D.H2O是氧化剂，Al被氧化答案D解析Al与NaOH溶液的反应过程如下：2Al6H2O=2Al(OH)33H2，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O。H2O中的氢元素由1价变为0价，H2O得电子，是氧化剂，H2是还原产物；Al元素的化合价由0价变为3价，化合价升高被氧化，Al是还原剂，NaAlO2是氧化产物。2.除去镁粉中的少量铝粉，可选用
2、()A.硫酸 B.水C.盐酸 D.氢氧化钠溶液答案D解析铝与NaOH溶液反应，而镁不反应。3.用等质量的金属钠进行下列实验，产生氢气最多的是()A.将钠放入足量的稀盐酸中B.将钠放入足量的稀硫酸中C.将钠放入足量的硫酸氢钠溶液中D.将钠用铝箔包好，并刺穿一些小孔，放入足量的水中答案D解析A、B、C三项中都是钠与酸或水反应放出氢气；而D项中除了Na与水反应放出H2外，铝还会与生成的NaOH溶液反应放出一定量的氢气。4.某无色溶液放入铝片后有氢气产生，在该溶液中下列离子一定可以大量存在的是()A.HCO B.Mg2C.Cl D.CO答案C解析该溶液能与铝反应放出氢气，说明该溶液可能呈酸性，也可能呈
3、碱性。A项中HCO不能在酸性或碱性溶液中大量存在；B项中Mg2不能在碱性溶液中大量存在；D项中CO不能在酸性溶液中大量存在。题组二铝与NaOH、H反应的定量计算5.将5.4 g Al投入到200 mL 2.0 molL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余，该溶液可能为()A.NaOH溶液 B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液 D.HCl溶液答案D解析5.4 g Al的物质的量为0.2 mol，0.2 mol Al能分别与0.2 mol NaOH、0.1 mol Ba(OH)2、0.3 mol H2SO4、0.6 mol HCl完全反应放出H2，只有盐酸的量不足。6.在500 mL
4、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33.6 L，该NaOH溶液的浓度为()A.1 molL1 B.2 molL1C.1.5 molL1 D.3 molL1答案B解析2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol 67.2 L n(NaOH) 33.6 Ln(NaOH)1 mol，c(NaOH)2 molL1。7.质量比为23的金属铝分别与足量稀硫酸和NaOH溶液反应，则产生H2的体积比是()A.12 B.13C.23 D.32答案C解析因为稀硫酸和NaOH溶液是足量的，因此铝无论是与H2SO4反应生成H2，还是与NaOH溶液反应生成H2，H2的量都是由铝
5、的量决定的。8.等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为34，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是()A.甲、乙中都是铝过量B.甲中铝过量，乙中碱过量C.甲中酸过量，乙中铝过量D.甲、乙中都是铝不足答案B解析若Al与盐酸和NaOH溶液反应消耗Al的质量相同，则反应放出H2的体积相等。实际放出H2的体积比为34，证明盐酸消耗Al少，而NaOH溶液消耗铝多，由反应2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知：由于盐酸和NaOH的物质的量相等，铝与盐酸反应，铝过量，铝与NaOH溶液反应，铝不足。题组三物
6、质的量在化学方程式计算中的应用 9.将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d gmL1，该溶液中溶质质量分数为()A.% B.%C.% D.%答案C解析本题既考查Na与H2O的反应，又考查Al与NaOH的反应，用关系式法来进行计算。由：2Na2NaOHH2 a mol a mol a/2 mol2Al2NaOH2NaAlO23H2 a mol a mol a mol 3a/2 mol得溶液的质量为50am(a)246am所以w(NaAlO2)100%。10.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
7、是()A.0.5 mol B.1 mol C.1.5 mol D.2 mol答案C解析3Fe4H2O(g)Fe3O44H2m 3 mol 64 g n(Fe) 32 g，解得n(Fe)1.5 mol。【提升篇】11.某无色透明溶液能与金属铝反应放出H2。试判断下列离子：Mg2、Cu2、Ba2、H、Ag、SO、SO、HCO、OH、NO，哪些能大量存在于此溶液中？(1)当生成Al3时，能大量存在的是_。(2)当生成AlO时，能大量存在的是_。答案(1)H、Mg2、SO(2)OH、Ba2、NO解析无色溶液则一定无Cu2，当生成Al3时，为强酸性溶液，且反应放出H2，阴离子只能有SO，则一定无SO、H
8、CO、NO、OH、Ba2、Ag。当生成AlO时，为碱性溶液，阳离子只能有Ba2，则一定无Mg2、Ag、HCO、H、SO、SO。12.把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H与SO的物质的量浓度之比为()A.14 B.27C.12 D.38答案A解析设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。Fe H2SO4=FeSO4H2m(固体质量减少)56 g 1mol 56 g x 56xFe CuSO4=FeSO4Cum(固体质量增加)56 g 1 mol 64 g 8 g y 8y因为固体在反应前后质量相等，所以m(减
9、)m(增)56x8y，则。13.某学习小组用下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_。(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_。(3)将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：记录C的液面位置；将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重；待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；由A向B中滴加足量试剂；检查气密性，上述操作的顺序是_(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_。(4)B中发生反应的化学方程式为_。(5)若实验用铝镁合金的质量为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
10、g，则铝的相对原子质量为_。(6)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_(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。答案(1)NaOH溶液(2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3)使D和C中的液面相平(4)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(5)(6)偏小解析(1)铝镁合金中二者与酸都反应，但铝与碱反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。(2)实验之前，将合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化物保护膜。(3)实验装置包括反应装置和排液量气装置，注意气密性检查应该在装药品之前。(5)铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，M。(6)如果在实验过程中未
11、洗涤固体，则残留物质量偏大，铝的质量偏小，则测得铝的质量分数结果偏小。14.为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验：(1)若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为b L。反应的化学方程式是_；样品中铝的质量为_g。(2)另取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是2AlFe2O32FeAl2O3，氧化铁与铝的质量比是_。(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与(1)中所得气体的体积比cb_。答案(1)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(2)8027(3)23解析(1)
12、铝热剂中的铝与NaOH反应，铝与氢气的关系式为2Al3H2(227)g (322.4)Lm(Al) b L所以：m(Al) g g。(2)根据反应：2AlFe2O32FeAl2O3，氧化铁与铝的质量比为m(Fe2O3)m(Al)160548027。(3)在铝热反应后的生成物中加入足量盐酸，Al2O3、Fe均与盐酸发生反应，但只有盐酸与Fe反应时才放出气体：Fe2HCl=FeCl2H2。要知道放出多少气体，必须知道铁的质量或Fe2O3的质量，但题目要求的是Al与NaOH溶液、Fe与盐酸产生H2体积比，只要知道铝热剂中Al与Fe的物质的量之比即可求出。2AlFe2O32Fe 3H2 2H2b c故
13、bc32。15.铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列实验方案进行探究，填写下列空白。实验方案将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况下(约20 ，1.01105 Pa)的体积。问题讨论(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验：你认为最简易的装置其连接顺序是A接()()接()()接()()。(填接口字母，可不填满)实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因_。(2)仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会
14、引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。(碱式滴定管上的刻度数值上小下大)装置中导管a的作用是_。实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为_mL。答案(1)EDG铝、镁与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大(2)使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差V1V2解析实验中通过测定气体体积来确定样品中各组分的质量分数，所以装置的连接顺序为A、E、D、G；稀硫酸不能滴入的原因是产生的氢气使锥形瓶内的压强增大从而大于外界大气压所致；导管a的作用是平衡气压，使液体能够顺利滴下，同时消除滴入的硫酸对气体体积的影响。10
