第三章 金属及其化合物
3.1.1 金属与非金属的反应
(时间:30分钟)
一、选择题
1.下列关于金属的通性说明不正确的是 A.金属的熔点差别较大 B.在自然界中没有游离态的钠
C.金属单质在化学反应中既可作氧化剂又可作还原剂 D.与酸反应越剧烈的金属活泼性越强 【答案】A
【解析】金属在化学反应中只作还原剂。 2.在实验室中,通常将金属钠保存在 A.水中 【答案】B
B.煤油中
C.四氯化碳中
D.汽油中
3.金属钠是一种活泼金属,除了具有金属的一般性质外,还具有自己的特性。关于钠的叙述中,正确的是
A.钠是银白色金属,熔点低,硬度大
B.钠放置在空气中,会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠 C.加热时,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰 D.金属钠着火可以用泡沫灭火器或用干燥的沙土灭火 【答案】C
【解析】A项钠硬度大是错误的。B项钠放置在空气中被氧化首先是变暗,生成Na2O而不是生成淡黄色的Na2O2,故B错。D项钠着火不能用泡沫灭火器灭火,因钠燃烧生成的Na2O2与CO2反应放出O2,不能灭火,故D错。 4.对于金属的下列叙述不正确的是
A.在点燃Mg、Al之前,应先用砂纸打磨,除去表面的氧化膜
B.用砂纸打磨的铝条,放在酒精灯上加热至熔化,铝不会滴落下来 C.金属都能与O2在加热条件下反应
D.金属元素在自然界中多以化合态的形式存在,因为它们大多有较强的还原性 【答案】C
【解析】加热铝条至熔化,由于铝条表面的Al2O3熔点较高,熔化的铝不会滴落下来;部分不活泼金属与O2不易发生反应如Au。
5.下列关于金属铝的叙述中,说法不正确的是 A.铝的化学性质很活泼,但在空气中不易锈蚀
B.铝是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现出还原性 C.铝箔在空气中受热可以熔化,且发生剧烈燃烧
D.铝箔在空气中受热可以熔化,但由于氧化膜的存在,熔化的铝并不滴落 【答案】C
6.(双选)将一块铝箔用砂纸打磨表面后,在酒精灯上加热至熔化,以下说法正确的是 A.熔化的是铝 B.熔化的是Al2O3 C.熔化物滴落 D.熔化物不迅速燃烧 【答案】AD
【解析】打磨掉氧化膜的铝又迅速被O2氧化为Al2O3包裹在Al的表面,保护内层的Al不被继续氧化;由于Al2O3的熔点比Al高,当加热至铝熔化时,Al2O3薄膜依然完好存在,里面熔化的铝不能与O2接触,因此不能迅速燃烧。 7.下列关于金属性质的叙述中正确的是
A.钠与氧气反应时,产物是由O2的用量决定的 B.铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧 C.金属与非金属发生反应时,被氧化的一定是金属 D.铁丝不论在空气中还是在纯氧中都不会燃烧 【答案】C
【解析】Na与O2的反应产物是由反应条件决定的,常温下生成Na2O,点燃或加热时生成Na2O2,与O2的用量无关,A错误;铝箔在空气中受热可熔化,但由于表面形成熔点很高的Al2O3,故
不会燃烧,B错误;铁丝可在纯氧中燃烧生成Fe3O4,D错误;金属与非金属单质反应时,金属只能失电子被氧化,C正确。 8.下列说法正确的是
A.将金属钠置于空气中加热产生白色的氧化钠 B.铝箔不易被点燃是因为铝与空气中的氧气不反应 C.铁在空气中点燃剧烈反应,火星四射 D.钠与氧气反应,本身作还原剂 【答案】D
【解析】钠在加热时生成淡黄色Na2O2;铝箔不易点燃是因为Al2O3的熔点高;铁在氧气中点燃剧烈反应,火星四射。
9.若m g Na在足量氯气中燃烧,生成固体的质量为(m+3.55)g,则m g Na与氧气反应,生成固体的质量可能为
①(m+0.8)g ②(m+1.0)g ③(m+1.2)g ④(m+1.6)g ⑤(m+1.8)g A.仅①④ C.仅③④ 【答案】D
B.仅①⑤ D.仅①②③④
10.一定量的钠在一定条件下全部被氧化,测得产物中氧元素所占质量比为
的钠与氧气的物质的量之比为
A.8∶3 B.4∶3 C.3∶8 D.2∶3 【答案】A
【解析】Na的氧化产物有Na2O和Na2O2两种,从氧元素的含量为
12,则参加反应3512可知,氧元素与钠元素的3512g/16g?mol?1312质量比为,则氧原子与钠原子的物质的量之比为=,进而可推知氧气与?142323g/23g?mol钠的物质的量之比为二、非选择题 11.回答下列问题:
(1)可以证明钠的硬度小的实验事实是_______________________________;
3,则钠和氧气的物质的量之比为8∶3。 8
(2)可以说明自然界中不存在游离态的钠的实验事实是______________; (3)可以证明氧化铝熔点高的实验事实是____________________________; 【答案】(1)金属钠可以用普通刀片切割 (2)新切开的金属钠很快失去光泽(被氧化) (3)铝箔在酒精灯上加热没有液态的铝滴落
12.现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,可利用的装置如下。回答下列问题(注:Na2O2可以与H2O、CO2反应):
(1)装置Ⅳ中盛放的药品是________,其作用是_______________________________。
(2)若规定气体的气流方向从左到右,则组合实验装置时各件仪器的正确连接顺序为(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)____________,各仪器接口的标号字母顺序是:空气进入________,________接________,________接________,________接________(用字母表示)。
(3)装置Ⅱ的作用_________________________________________。 (4)操作中通空气和加热的顺序为_______________________________。 【答案】(1)氢氧化钠溶液 吸收导入的空气中的二氧化碳 (2)Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ g h e f a(或b) b(或a) c (3)防止空气中的水分和二氧化碳倒吸进入装置Ⅰ (4)先通一段时间的空气再加热Ⅰ装置
【解析】用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2,要避免生成的Na2O2与空气中的水分和二氧化碳发生反应,在制取过程中要除去这两种杂质,且要防止外界空气中的水分和二氧化碳倒吸进入装置。
13.某研究性学习小组为了探究“铝的燃烧”,做了如下实验:
(1)甲同学用坩埚钳夹持一小块铝箔(厚约0.1 mm),在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动,观察到的现象是________________,产生该现象的原因是
________________________________。
(2)乙同学将甲同学的实验方案进行了改进:另取一块铝箔,用砂纸仔细打磨,除去表面的保护膜,再用坩埚钳夹持在酒精灯上加热至熔化,结果观察到的现象与甲仍相同,其原因是________________________。
(3)丙同学积极改进实验,终于观察到铝在空气中燃烧,他的实验方案是_______________________。
(4)丁同学善于思考,甲、乙两位同学的实验使他领会了为什么铝在空气中能表现出良好的抗腐蚀性,他的解释是_________________________________;受丙同学的启发,他又提出了铝燃烧的另一实验方案,结果实验成功,你认为该方案可能是___________________________________________。
(5)通过本次探究活动,该小组同学一致认为通过____________的方法可以观察到可燃物燃烧的现象。
【答案】(1)铝箔熔化,失去了光泽,熔化的铝并不滴落,好像有一层膜兜着 构成铝表面氧化膜的Al2O3熔点高,包在铝的外面,使液态铝不滴落。 (2)除去氧化膜的铝在空气中又很快地生成一层新的Al2O3保护膜 (3)将铝粉撒到酒精灯火焰上(增大铝与空气的接触面积)
(4)铝易与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜,阻止了内部的铝与空气接触,从而防止铝进一步被氧化
将铝箔卷曲,尖端夹一根火柴,将火柴引燃后,把火柴和铝箔一起伸入到盛有氧气的集气瓶中即可观察到耀眼的白光(提高反应温度)
(5)增大可燃物与空气的接触面积(或提高反应的温度)
14.(1)如图1所示,在平底烧瓶的底部有一块钠,平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后
可观察到________________,发生反应的化学方程式为______________________。
(2)某同学用如图2所示装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠,