Question

鐵、鋁、銅及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛的用途，試回答下列問(wèn)題：
（1）鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

；鐵、鋁、銅三種金屬的金屬活動(dòng)性由弱到強(qiáng)的排列順序是

 

．
（2）制造電路板的工藝中，F(xiàn)eCl₃溶液可以蝕刻銅箔，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（3）如圖裝置中，鐵作

 

極，銅電極的電極反應(yīng)式為

 

．
（4）已知銅與稀硫酸不反應(yīng)，但銅片在稀硫酸中長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)溶液會(huì)呈藍(lán)色，請(qǐng)用化學(xué)方程式表示其原因：

 

．
（5）氯化鋁廣泛用作有機(jī)合成和石油工業(yè)的催化劑．將鋁土礦粉（主要成分為A12 03）與焦炭混合后加熱并通人氯氣，可得到氯化鋁，同時(shí)生成CO，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

，該反應(yīng)的氧化劑是

 

．
（6）某校興趣小組為測(cè)定一種鐵鋁硅合金（Fe_xAl_ySi_z） 粉末的組成，提出如下方案：準(zhǔn)確稱(chēng)取1.46g該合金粉末，加入過(guò)量鹽酸溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾，測(cè)定剩余固體質(zhì)量0.07g．向?yàn)V液中滴加足量NaOH濃溶液，充分?jǐn)嚢�、過(guò)濾、洗滌得固體．再將所得固體充分加熱、灼燒，得紅棕色粉末1.60g，通過(guò)計(jì)算確定此合金的組成為

 

 （填化學(xué)式）．

Answer 1

考點(diǎn)：常見(jiàn)金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：計(jì)算題,元素及其化合物

分析：（1）鋁的核電荷數(shù)為13，最外層3個(gè) 電子，結(jié)合河外電子排布規(guī)律寫(xiě)出；依據(jù)金屬活動(dòng)順序表判斷活潑性；
（2）鐵離子具有氧化性氧化銅生成銅離子和亞鐵離子；
（3）裝置圖是原電池裝置，鐵做負(fù)極是失電子生成亞鐵離子，銅做正極，溶液中銅離子得到電子析出銅；
（4）銅片在稀硫酸中長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)溶液會(huì)呈藍(lán)色是因?yàn)殂~和氧氣反應(yīng)生成氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅溶液呈藍(lán)色；
（5）根據(jù)反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件寫(xiě)出配平反應(yīng)方程式；
（6）合金溶于過(guò)量鹽酸鐵和鋁反應(yīng)，剩余固體質(zhì)量為硅的質(zhì)量，計(jì)算得到n（Si），加入過(guò)量氫氧化鈉溶液鋁離子反應(yīng)全部變化為偏鋁酸鈉，鐵離子生成氫氧化鐵過(guò)濾、洗滌得固體．再將所得固體充分加熱、灼燒，得紅棕色粉末1.60g為Fe₂O₃，計(jì)算得到鐵元素物質(zhì)的量，結(jié)合質(zhì)量守恒計(jì)算合金中鋁元素物質(zhì)的量得到化學(xué)式；

解答： 解：（1）鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，依據(jù)金屬活動(dòng)順序表得到鐵、鋁、銅三種金屬的金屬活動(dòng)性由弱到強(qiáng)的排列順序是銅＜鐵＜鋁（或Cu＜Fe＜Al）；
故答案為：；銅＜鐵＜鋁（或Cu＜Fe＜Al）；
（2）FeCl₃溶液可以蝕刻銅箔，因?yàn)殍F離子具有氧化性，將銅單質(zhì)氧化生成銅離子和亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）裝置圖是原電池裝置，鐵做負(fù)極是失電子生成亞鐵離子，F(xiàn)e-2e^-=Fe²⁺，銅做正極，溶液中銅離子得到電子析出銅，電極反應(yīng)Cu²⁺+2e^-═Cu；
故答案為：負(fù)；Cu²⁺+2e^-═Cu；
（4）因溶液中有氧氣，加熱能與銅反應(yīng)生成氧化銅：2Cu+O₂

△   .

2CuO，氧化銅再與硫酸反應(yīng)：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，兩式相加：2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O；
（5）根據(jù)題意知，反應(yīng)物是氧化鋁、碳和氯氣，反應(yīng)條件是加熱，生成物是氯化鋁和一氧化碳，所以其反應(yīng)方程式為：Al₂O₃+3C+3Cl₂

△   .

2AlCl₃+3CO，反應(yīng)中氯元素化合價(jià)從0價(jià)變化為-1價(jià)，化合價(jià)降低做氧化劑，碳元素化合價(jià)0價(jià)變化為+2價(jià)，失電子做還原劑；
故答案為：Al₂O₃+3Cl₂+3C

△   .

2AlCl₃+3CO；Cl₂；
（6）準(zhǔn)確稱(chēng)取1.46g該合金粉末，加入過(guò)量鹽酸溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾，鐵和鋁全部溶解，測(cè)定剩余固體質(zhì)量0.07g為硅．n（Si）=

0.07g

28g/mol

=0.0025mol，向?yàn)V液中滴加足量NaOH濃溶液，鋁離子反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，充分?jǐn)嚢�、過(guò)濾、洗滌得固體．判斷為Fe（OH）₃，再將所得固體充分加熱、灼燒，得紅棕色粉末1.60g為Fe₂O₃，鐵的物質(zhì)的量n（Fe）=

1.60g

160g/mol

×2=0.02mol，n（Al）=

1.46g-0.07g-0.02mol×56g/mol

27g/mol

=0.01mol；n（Fe）：n（Al）：n（Si）=0.02：0.01：0.0025=8：4：1；
化學(xué)式為：Fe₈Al₄Si；
故答案為：Fe₈Al₄Si．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析應(yīng)用，主要是氧化還原反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)，元素守恒計(jì)算物質(zhì)化學(xué)式是解題關(guān)鍵，題目難度中等．