Question

18．C、N、O、Al、Fe、Cu是常見的六種元素． 
（1）Fe位于元素周期表的第四周期第ⅤⅢ族，Cu的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為3d¹⁰4s¹，
Al原子的基態(tài)原子核外有13種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子． 
（2）用“＞”或“＜”填空：

電負(fù)性                 離子半徑               鍵的極性	熔點(diǎn)
N＜O         O2-＞Al3+    C-H＜H-O	Al＜Al2O3

（3）10g鐵放在40mL硝酸溶液中，微熱，充分反應(yīng)后收集到1.792L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合
氣體（NO₂、NO），溶液中殘留4.4g固體．寫出上述反應(yīng)的總的化學(xué)方程式5Fe+14HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5Fe（NO₃）₂+NO₂↑+3NO↑+7H₂O． 
（4）Fe（s）+O₂（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ/mol
 Al（s）+O₂（g）=Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ/mol 
Al的單質(zhì)和FeO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）Fe的核外電子數(shù)為26，原子有4個(gè)電子層，價(jià)層電子數(shù)為8；Cu的核外電子數(shù)為29，原子有4個(gè)電子層，價(jià)層電子數(shù)為11；Al的核外電子數(shù)為13；
（2）根據(jù)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大判斷；
根據(jù)核外電子排布相同時(shí)，原子序數(shù)越小，半徑越大；
根據(jù)元素的非金屬性越強(qiáng)，鍵的極性越強(qiáng)；
根據(jù)加熱鋁片時(shí)，鋁熔化但不滴下分析判斷；
（3）將10g鐵粉置于40mlHNO₃溶液中，反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為：10g-4.4g=5.6g，根據(jù)被還原的硝酸的物質(zhì)的量為：$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08mol，未被還原的HNO₃的物質(zhì)的量為n（HNO₃）=2n（Fe）=2×0.1mol=0.2mol，則參加反應(yīng)的硝酸為0.2+0.08=0.28mol，所以參加反應(yīng)的鐵與硝酸之比為0.1：0.28=5：14，根據(jù)反應(yīng)的有關(guān)方程式結(jié)合元素守恒鐵以及電子守恒進(jìn)行書寫；
（4）依據(jù)①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ•mol^-1
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ•mol^-1
將方程式②-①×3得2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）據(jù)此計(jì)算焓變．

解答 解：（1）因?yàn)镕e的核外電子數(shù)為26，原子有4個(gè)電子層，價(jià)層電子數(shù)為8，所以Fe位于元素周期表的第四周期第ⅤⅢ族；Cu的核外電子數(shù)為29，原子有4個(gè)電子層，價(jià)層電子數(shù)為11，所以Cu的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為3d¹⁰4s¹；Al的核外電子數(shù)為13，每一種電子的運(yùn)動狀態(tài)都不同，所以Al原子的基態(tài)原子核外有13種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子，故答案為：四；ⅤⅢ；3d¹⁰4s¹；13；
（2）因?yàn)榉墙饘傩栽綇?qiáng)，電負(fù)性越大，所以N的電負(fù)性小于O；
因?yàn)楹送怆娮优挪枷嗤瑫r(shí)，原子序數(shù)越小，半徑越大，所以O(shè)^2-的半徑大于Al³⁺；
因?yàn)樵�素的非金屬性越�?qiáng)，鍵的極性越強(qiáng)，所以C-H的極性小于H-O；
因?yàn)榧訜徜X片時(shí)，鋁熔化但不滴下，說明外層的氧化鋁沒有熔化，所以熔點(diǎn)Al小于Al₂O₃；
故答案為：＜；＞；＜；＜；
（3）反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為：10g-4.4g=5.6g，則n（Fe）=$\frac{5.6g}{56g/mol}$=0.1mol，則被還原的硝酸的物質(zhì)的量為：$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08mol，未被還原的HNO₃的物質(zhì)的量為n（HNO₃）=2n（Fe）=2×0.1mol=0.2mol，則參加反應(yīng)的硝酸為0.2+0.08=0.28mol，所以參加反應(yīng)的鐵與硝酸之比為0.1：0.28=5：14，又鐵過量，則生成二價(jià)鐵所以則反應(yīng)的方程式為：5Fe+14HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5Fe（NO₃）₂+NO₂↑+3NO↑+7H₂O，故答案為：5Fe+14HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5Fe（NO₃）₂+NO₂↑+3NO↑+7H₂O；
（4）①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ•mol^-1
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ•mol^-1
將方程式②-①×3得2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1，
故答案為：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1．

點(diǎn)評 本題是道綜合題，考查的知識點(diǎn)較多，涉及到原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的比較、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫以及蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度不大，注意有關(guān)反應(yīng)方程式的書寫．