Question

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

 

；鐵、鋁、銅三種金屬的金屬活動性由弱到強的排列順序是

 

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

 

．
（3）已知銅與稀硫酸不反應，但銅片在稀硫酸中長時間加熱時溶液會呈藍色，
請用化學方程式表示其原因：

 

．
（4）氯化鋁廣泛用作有機合成和石油工業(yè)的催化劑．將鋁土礦粉（主要成分為A1₂O₃）與焦炭混合后加熱并通人氯氣，可得到氯化鋁，同時生成CO，寫出該反應的化學方程式：

 

，該反應的氧化劑是

 

．
（5）某校興趣小組為測定一種鐵鋁硅合金 （Fe_xAl_ySi_z） 粉末的組成，提出如下方案：準確稱取1.46g該合金粉末，加入過量鹽酸溶液，充分反應后過濾，測定剩余固體質量0.07g．向濾液中滴加足量NaOH濃溶液，充分攪拌、過濾、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，通過計算確定此合金的組成為

 

 （填化學式）．

Answer 1

考點：常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：

分析：（1）鋁的核電荷數(shù)為13，最外層3個 電子，結合河外電子排布規(guī)律寫出；依據(jù)金屬活動順序表判斷活潑性；
（2）鐵離子具有氧化性氧化銅生成銅離子和亞鐵離子；
（3）銅片在稀硫酸中長時間加熱時溶液會呈藍色是因為銅和氧氣反應生成氧化銅與稀硫酸反應生成硫酸銅溶液呈藍色；
（4）根據(jù)反應物、生成物和反應條件寫出配平反應方程式；
（5）合金溶于過量鹽酸鐵和鋁反應，剩余固體質量為硅的質量，計算得到n（Si），加入過量氫氧化鈉溶液鋁離子反應全部變化為偏鋁酸鈉，鐵離子生成氫氧化鐵過濾、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，計算得到鐵元素物質的量，結合質量守恒計算合金中鋁元素物質的量得到化學式；

解答： 解：（1）鋁的原子結構示意圖為，依據(jù)金屬活動順序表得到鐵、鋁、銅三種金屬的金屬活動性由弱到強的排列順序是銅＜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，因為鐵離子具有氧化性，將銅單質氧化生成銅離子和亞鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）因溶液中有氧氣，加熱能與銅反應生成氧化銅：2Cu+O₂

△   .

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

△   .

2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

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

△   .

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

△   .

2AlCl₃+3CO；Cl₂；
（5）準確稱取1.46g該合金粉末，加入過量鹽酸溶液，充分反應后過濾，鐵和鋁全部溶解，測定剩余固體質量0.07g為硅．n（Si）=

0.07g

28g/mol

=0.0025mol，向濾液中滴加足量NaOH濃溶液，鋁離子反應生成偏鋁酸鈉，充分攪拌、過濾、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，鐵的物質的量n（Fe）=

1.60g

160g/mol

×2=0.02mol，n（Al）=

146g-0.07g-0.02mol×56g/mo

27g/mol

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

點評：本題考查了物質性質的分析應用，主要是氧化還原反應的離子方程式和化學方程式書寫，元素守恒計算物質化學式是解題關鍵，題目難度中等．