金属与非金属、酸和水的反应
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．小兰家中收藏一件清末的铝制佛像，至今仍保存十分完好．其主要原因是( )
A．铝不易发生化学反应
B．铝的氧化物容易发生化学反应
C．铝不易被氧化
D．铝易被氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用
2．在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g/cm3，与水互不相溶，且不与钠反应)各
50 mL，将一小粒金属钠(密度为0.97 g/cm3)投入烧杯中，观察到的现象可能为( )
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能上浮下沉
3．[双选题]下列说法错误的是( )
A．钠在空气中燃烧时先熔化，再燃烧，最后所得产物为Na2O
B．镁因在空气中形成了一薄层致密的氧化膜保护了里面的镁，故镁不需要像钠似的特殊保护
C．铝制品在生活中应用非常普遍，是因为铝不活泼
D．铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松，不能保护内层金属，故铁制品往往需涂保护层
4．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是
( )
A．HCl B．NaOH
C．K2SO4 D．CuSO4
5．(2010·福建泉州一中高一检测)某同学将金属钠露置于空气中，观察到下列现象：银白色变灰暗变白色出现液滴白色固体，根据钠及其化合物的性质分析，下列说法正确的是( )
A．①发生了氧化还原反应
B．①变灰暗色是因为生成了过氧化钠
C．③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D．④只发生物理变化
6．下列有关铁与水反应的说法中正确的是( )
A．在任何条件下，铁与水均能发生反应
B．在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气
C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气
D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气
7．2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体，由此判断其产物是( )
A．只有Na2O B．只有Na2O2
C．Na2O和Na2O2 D．无法确定
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8.(9分)如图所示，在烧杯中盛有100 mL蒸馏水，水中悬浮着一个表现光滑、耐碱、耐热的小球(此球稳定在水的中央)，将10 g金属钠分多次投入到水中，最后使烧杯内的液体恢复到原来蒸馏水的温度．
回答下列问题：
(1)10 g钠要分多次投入的主要原因是：________________________________________．
(2)实验结束后，从烧杯内小球的位置观察到的现象是：______________，出现这种现象的主要原因是：__________________________________________________．
(3)实验过程中所发生反应的离子方程式是：___________________________________．
9．(8分)A、B、C是中学化学中常见的单质，常温下甲、乙两种化合物分别是黑色固体和无色液体，这些化合物和单质之间有如图所示关系．据此判断：
(1)元素A有可变化合价，则单质A是________，化合物甲是________．
(2)写出反应①②③的化学方程式．
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________.
10.(11分)有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与水反应的方法．该方法利用煤油来控制反应速率，从而使学生能仔细观察到各种实验现象．此法简便、安全、现象明显、有趣味性，实验装置如图所示：
如图所示将带胶塞的尖嘴玻璃管和长颈漏斗插入橡皮塞孔中，但玻璃管勿插入液体，乳胶管上夹上弹簧夹．
实验时，往100 mL的大试管中先加入40 mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过漏斗加满滴有2滴酚酞的水．根据反应中观察到的现象，回答下列问题：
(1)金属钠变化的现象是____________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)大试管中液体颜色的变化是______________________________________________．
(3)试管中液面变化是______________________________________________________；
长颈漏斗中液面变化是____________________________________________________；
(4)如何检验生成的气体____________________________________________________
________________________________________________________________________.
11．(11分)红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用下图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气．请回答下列问题：
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：______________________________；
(2)干燥管C内盛放的药品是________或________(填化学式)．干燥管的________(填“m”或“n”)端与g导管相连接；
(3)在D处画出用试管来收集氢气的装置图(所需其他仪器自己选择)；
(4)怎样用简单方法检验收集到的气体是氢气？简述实验操作步骤和现象________________________________________________________________________；
(5)实验开始时应先点燃________，实验结束时，应先熄灭________．
详解答案
1．选D 铝耐腐蚀是因为铝容易和空气中的O2反应生成致密的保护膜隔绝空气，使内部金属受到保护．
2．选D 苯与水互不相溶，且钠的密度介于苯和水之间；加入钠后，钠处在苯与水的中间．由于钠能与水反应，生成氢气，氢气附着在钠的周围，浮力增大，钠上浮进入苯层，氢气放出后，浮力减小，钠又回到水层， 这样上浮下沉至反应完全．
3．选AC 钠在空气中燃烧所得产物为Na2O2，A不正确；铝制品在生活中应用普遍是因为表面有一层致密的Al2O3薄膜，故C不正确．
4．选D 少量钠投入上述四种物质的水溶液中，均有H2产生，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量．在A、B、C三个选项中加入钠只有H2放出，故溶液质量是增加的．D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，反应后溶液质量减轻．
5．选A ①变灰暗是因为钠与氧气反应生成了氧化钠，发生了氧化还原反应，A正确，B错误；③是氢氧化钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液，C错误；④中氢氧化钠与空气中的CO2反应生成了碳酸钠，发生了化学变化，D错误．
6．选D 铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2.
7．选C 若2.3 g钠全部生成Na2O，质量为3.1 g；若2.3 g钠全部生成Na2O2，质量为3.9 g，因为3.1 g<3.5 g<3.9 g，故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物．
8．解析：本题考查钠的安全使用及溶液的密度与浮力的关系．钠与水反应剧烈，易发生爆炸，使用时要严格控制用量，钠的密度小于1 g/cm3，黄豆粒大小的一块钠的体积(立方体的边长肯定小于1 cm)小于1 cm3，则其质量小于1 g，故10 g钠全部投入完毕所进行的次数要大于10次．钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液的密度大于水的密度，小球受到的浮力增大．
答案：(1)钠与水反应剧烈，放出的热量多，易发生爆炸
(2)小球上升 钠与水反应生成氢氧化钠，液体的密度增大，小球受到的浮力增大
(3)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
9．解析：A有可变化合价且与B点燃后得黑色固体甲，因此可假设A元素为Fe，点燃条件下与O2反应可生成黑色Fe3O4，同时与无色液体H2O生成H2，而Fe3O4在高温下能被H2还原得到Fe和H2O，与题意相符．
答案：(1)Fe Fe3O4
(2)①3Fe＋2O2Fe3O4
②3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2↑
③Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O
10．解析：因为ρ煤油＜ρ钠＜ρ水，Na块应在煤油和水层分界处浮动，钠块下部和水接触生成H2，钠与水反应产生的气体在逸出过程中把钠带入煤油层，钠在重力作用下再回到界面．反复多次，直到钠完全消失，产生的气体聚集在大试管上部，把液体反压到长颈漏斗中．
答案：(1)钠在煤油中逐渐下沉，至水面时与水发生反应，溶化成银白色小球，在煤油与水的界面处做上下跳动，最后完全消失
(2)上层无色，下层变为红色
(3)液面逐渐下降，液面逐渐上升
(4)当漏斗中液面上升到一定高度后，打开弹簧夹点燃气体，有淡蓝色火焰产生
11．解析：常温下，Fe不与H2O发生反应，但在高温下，Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4和H2，所以Fe是一种较活泼的金属．因铁粉和Fe3O4均为黑色，因此实验过程中固体颜色无明显变化，但产物H2可用点燃的方法证明．
答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)碱石灰 CaCl2 m
(3)倒置试管，导管插入到底部，装置图略
(4)点燃收集到的气体用冷烧杯罩在火焰上方有水雾形成．即证明有H2生成(或用气球收集气体发现气球中气体密度小于空气密度，即证明有H2生成)
(5)酒精灯 酒精喷灯
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