铝与氢氧化钠溶液的反应物质的量在化学方程式计算中的应用
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．下列物质中不能与NaOH溶液反应的是( )
A．Na B．FeCl3
C．Al D．Cu
2．将铁加入到100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为V L(标准状况)，将铝加入到100 mL 2 mol/L的NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体为3 V L．下列说法正确的是( )
A．原铁和铝的物质的量相等
B．原盐酸的浓度为2 mol/L
C．铁加入盐酸中的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．盐酸与氢氧化钠的物质的量浓度之比为1∶3
3．Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L，下列推断中不正确的是( )
A．参加反应的Mg、Al共0.2 mol
B．参加反应的HCl为0.4 mol
C．Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子
D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2
4．将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol/L的盐酸中，在同温、同压下产生的气体体积比是( )
A．1∶2∶3 B．6∶3∶2
C．3∶1∶1 D．1∶1∶1
5．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 g·mL－1，该溶液溶质的质量分数为( )
A.% B.%
C.% D.%
6．将铁、铝的混合物加入到足量氢氧化钠溶液中，充分反应后过滤，再将过滤得到的固体加入到足量的硫酸铜溶液中，充分反应后过滤得到的固体质量正好与原固体质量相等，则原固体中铝的质量分数为( )
A．14.3% B．12.5%
C．87.5% D．无法计算
7．两份铝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 B．2∶1
C．3∶1 D．1∶3
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(8分)(1)分别取W克钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下，产生氢气的体积比是________；
(2)分别取0.1 mol钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________；
(3)若产生相同物质的量的氢气，所需钠、铁、铝的质量比是________；
(4)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、铁、铝三种金属的物质的量之比是________．
9．(9分)某无色溶液里，只含有下列8种离子中的几种：Mg2＋、H＋、Ag＋、Na＋、Cl－、HCO、OH－、NO.已知该溶液能跟金属铝反应，且放出的气体只有氢气．试回答：
(1)若溶液跟铝反应只有AlO生成，则原溶液一定含有的大量的物质是________(填化学式)，发生反应的离子方程式是______________________________，还可能含有的较多的物质是______________________．
(2)若溶液跟铝反应后有Al3＋生成，则原溶液中一定不能大量存在的离子是________________．
10．(10分)(2010·泉州高一检测)如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容．某同学从该试剂瓶中取出24.0 g固体，配成1 L溶液，请计算：
氢氧化钠 化学纯(CP)
500 g
品名：氢氧化钠
化学式：NaOH
相对分子质量：40
(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度？
(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积？
11．(12分)含镁3%～5%的铝镁合金，现已成为轮船、化工、机械制造等行业的重要原材料．现有一块已知质量的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了不同的实验方案．
实验设计1：铝镁合金测定生成气体的体积(标准状况)
实验设计2：铝镁合金测定生成气体的体积(标准状况)
实验设计3：铝镁合金测定沉淀的质量
回答下列问题：
(1)写出实验设计2、3方案中有关单质铝的化学反应方程式_____________________、
________________________________________________________________________；
(2)若按实验设计3进行实验，实验过程需要的主要仪器有____________________(写出3种仪器名称)．
将m g镁铝合金，溶于过量盐酸中，再加入过量的NaOH溶液，可得到白色沉淀，该沉淀物质是________(填化学式)；将此沉淀洗净、干燥后，称得质量为w g．求合金中镁的质量分数______________________；
(3)下列各实验方案中，能测出合金中镁的质量分数的是________．
A．实验设计1 B．实验设计2
C．实验设计3 D．都可以
详解答案
1．选D Na与溶液中的水反应，Al与NaOH溶液反应，FeCl3与NaOH反应生成红褐色沉淀．
2．选B 由反应方程式：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可得生成H2体积之比为1∶3时，消耗的Fe与Al的物质的量之比为1∶2，盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为1∶1，从而也就可得盐酸的物质的量浓度为2 mol/L.
3．选A 反应的实质为：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑.n(H2)＝＝0.2 mol，则参加反应的n(H＋)＝0.4 mol.若换成稀H2SO4，同样产生0.2 mol H2.依据得失电子守恒，由2H＋―→H2得电子总数为0.2 mol×2＝0.4 mol，故C正确.0.2 mol Mg提供0.4 mol电子，0.2 mol Al则提供0.6 mol电子，0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol小于0.6 mol，A不正确．
4．选C 0.3 mol Na、Mg、Al对100 mL 1 mol·L－1的盐酸都过量，产生的H2应该由盐酸决定，盐酸的量相等时Mg、Al产生的H2为，但钠与水还可以反应，故0.3 mol Na全部反应后产生的H2 应为0.15 mol，所以三者产生的气体体积比应为0.15∶∶＝3∶1∶1.
5．选C 由2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知：
2Na～2NaOH～H2↑
a mol a mol mol
2Al～2NaOH～2NaAlO2～3H2↑
a mol a mol a mol mol
则溶液质量为(23＋27)a＋m－(＋a)×2＝46a＋m，
w(NaAlO2)＝×100%＝%.
6．选B 由加入氢氧化钠溶液时只与铝反应，剩余固体为铁，再与硫酸铜溶液反应而得到的固体是铜，即得到的铜的质量与原混合物的质量相等，即相当于铁置换出铜时的质量差即为铝的质量，所以设铁质量为56 g时，则生成的铜质量为64 g，所以增加了8 g，即相当于原混合物中有铝为8 g，所以得到铝的含量为×100%＝12.5%.
7．选C Al分别与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式为
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
由方程式知，生成3 mol H2时，消耗HCl、NaOH分别为6 mol、2mol，
所以n(HCl)∶n(NaOH)＝2n∶n＝3∶1.
8．解析：(1)W克钠、铁、铝的物质的量分别为 mol、 mol、 mol，由电子转移守恒知：2 mol钠生成1 mol氢气，1 mol铁生成1 mol氢气，2 mol铝生成3 mol氢气，所以生成氢气的体积比为 mol∶ mol∶ mol＝∶∶；同理可得到(2)、(3)、(4)的答案．
答案：(1)∶∶ (2)1∶2∶3 (3)23∶28∶9 (4)6∶3∶2
9．解析：与Al反应产生H2有两种可能，一是酸性条件，有H＋，则一定没有HCO、OH－、NO，那么必须有Cl－，Cl－与Ag＋又不能共存，则一定没有Ag＋.若为碱性条件，则一定含大量OH－.一定没有Mg2＋、H＋、Ag＋、HCO，必须含有Na＋.
答案：(1)NaOH 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ NaCl和NaNO3
(2)HCO、OH－、Ag＋、NO
10．解析：n(NaOH)＝＝＝0.6 mol，
c(NaOH)＝＝＝0.6 mol/L，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 22.4 L×3
0.6 mol/L×0.2 L V
V＝＝4.032 L.
答案：(1)0.6 mol/L (2)4.032 L
11．解析：实验设计2是铝与氢氧化钠溶液反应，实验设计3是铝与盐酸的反应；实验设计均是简单固液反应；三个设计，无论哪个都可根据反应测出镁与铝的质量分数．
答案：(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(2)漏斗、玻璃棒、托盘天平(其他合理答案同样可以)
Mg(OH)2 (3)D
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