Question

金屬元素及其化合物在科學(xué)研究和生產(chǎn)生活中有著廣泛的用途．
（1）氫氣還原氧化銅時，產(chǎn)生的紅色物質(zhì)，冷卻后加入稀硫酸發(fā)現(xiàn)溶液呈淡藍(lán)色，寫出該現(xiàn)象發(fā)生的離子方程式

 

．
（2）鋁的某種超原子結(jié)構(gòu)（Al₁₃）具有40個價電子時最穩(wěn)定．請預(yù)測穩(wěn)定的Al₁₃所帶的電荷數(shù)為

 

．取鋁合金（含鋁90%）1.5g與80mL 3mol?L^-1鹽酸充分反應(yīng)（合金中其它成分不參加反應(yīng)）．濾去不溶物，將濾液稀釋到100mL，取出稀釋液5mL，加入0.6mol?L^-1的氨水使Al³⁺恰好完全沉淀．上述鋁合金和鹽酸反應(yīng)的過程中生成氫氣

 

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．使Al³⁺恰好完全沉淀時，消耗氨水

 

mL．

Answer 1

考點：鋁的化學(xué)性質(zhì),銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：元素及其化合物

分析：（1）由信息可知，紅色物質(zhì)為Cu₂O，在酸溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu、Cu²⁺；
（2）Al的價電子數(shù)為3，3×13=39不穩(wěn)定，需要得到1個電子為40個價電子的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；合金中Al的物質(zhì)的量=

1.5g×90%

27g/mol

=0.05mol，n（HCl）=0.08×3mol/L=0.24mol，由2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，可知0.05molAl完全反應(yīng)消耗0.15mol HCl，小于0.24mol，故HCl有剩余，根據(jù)Al計算生成氫氣體積；
反應(yīng)后的溶液中加入氨水，使Al³⁺恰好完全沉淀，反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)為NH₄Cl，根據(jù)氯離子守恒可知n（NH₄Cl）=n（HCl），再根據(jù)N原子守恒計算n（NH₃），進(jìn)而計算消耗氨水的體積．

解答： 解：（1）由信息可知，紅色物質(zhì)為Cu₂O，在酸溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu、Cu²⁺，發(fā)生的離子反應(yīng)為Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O，
故答案為：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O；
（2）Al的價電子數(shù)為3，3×13=39不穩(wěn)定，需要得到1個電子為40個價電子的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，即Al₁₃^-為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，帶電荷數(shù)為1；
合金中Al的物質(zhì)的量=

1.5g×90%

27g/mol

=0.05mol，n（HCl）=0.08×3mol/L=0.24mol，
則 2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，
0.05mol 0.15mol
Al完全反應(yīng)消耗0.15molHCl，小于0.24mol，故HCl有剩余，由方程式可知，生成氫氣物質(zhì)的量=0.05mol×

3

2

=0.075mol，故生成氫氣的體積=0.075mol×22.4L/mol=1.68L，
濾液稀釋到100mL，取出稀釋液5mL，加入0.6mol?L^-1的氨水使Al³⁺恰好完全沉淀，反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)為NH₄Cl，根據(jù)氯離子守恒可知n（NH₄Cl）=n′（HCl）=0.24mol×

5mL

100mL

=0.012mol，再根據(jù)N原子守恒可知n（NH₃）=0.012mol，故需要氨水的體積=

0.012mol

0.6mol/L

=0.02L=20mL，
故答案為：1；1.68；20．

點評：本題考查物質(zhì)的性質(zhì)及有關(guān)計算，為高頻考點，把握習(xí)題中的信息及發(fā)生的反應(yīng)、反應(yīng)中物質(zhì)的量的關(guān)系為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，題目難度中等．