Question

6．鋁、鐵、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）已知可利用電解工業(yè)冶煉單質(zhì)鋁，則陽極電極反應式為2O^2-+4e^-═O₂↑．
（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2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）已知銅與稀硫酸不反應，但將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原因2Cu+O₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O．
（4）氯化鋁廣泛用于有機合成和石油工業(yè)的催化劑．將鋁土礦粉（主要成分為Al₂O₃）與焦炭混合后加熱并通入氯氣，可得到氯化鋁，同時生成CO，寫出該反應的化學方程式Al₂O₃+3Cl₂+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3CO．
（5）已知Cu₂S可以和硝酸反應，請配平下列化學反應方程式：
□Cu₂S+□HNO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$□CuSO₄+□Cu（NO₃）₂+□NO↑+□3Cu₂S+16HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+8H₂O
（6）某校興趣小組欲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(zhì)量0.07g．向濾液中滴加足量濃NaOH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Fe₈Al₄Si．（填化學式）．

Answer 1

分析 （1）在電解池中，陽極上是陰離子發(fā)生失電子的氧化反應；
（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）Cu₂S中兩種元素化合價都變，可將其作一整體，然后運用守恒的思想配平；
（6）合金溶于過量鹽酸鐵和鋁反應，剩余固體質(zhì)量為硅的質(zhì)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(zhì)的量，結(jié)合質(zhì)量守恒計算合金中鋁元素物質(zhì)的量得到化學式．

解答 解：（1）在電解熔融的氧化鋁的電解池中，陽極上是陰離子氧離子發(fā)生失電子的氧化反應：2O^2--4e^-═O₂↑，故答案為：2O^2-+4e^-═O₂↑；
（2）FeCl₃溶液可以蝕刻銅箔，因為鐵離子具有氧化性，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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，氧化銅再與硫酸反應：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，兩式相加：2Cu+O₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：2Cu+O₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O；
（4）根據(jù)題意知，反應物是氧化鋁、碳和氯氣，反應條件是加熱，生成物是氯化鋁和一氧化碳，所以其反應方程式為：Al₂O₃+3C+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3CO，
故答案為：Al₂O₃+3Cl₂+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3CO；
（5）在Cu₂S中：Cu Cu：+1→+2↑（2-1）×2，S：-2→+6↑ 6-（-2），化合價升高10，
而HNO₃中N+5→+2化合價降低3，根據(jù)化合價的升降守恒：
3Cu₂S+□HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$□CuSO₄+□Cu（NO₃）₂+10NO↑+（　�。�
再根據(jù)原子守恒得：
S守恒：3Cu₂S+□HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuSO₄+□Cu（NO₃）₂+10NO↑+（　�。�
Cu守恒：3Cu₂S+□HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+（　�。�
N守恒：3Cu₂S+16HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+（　�。�
根據(jù)質(zhì)量守恒得：3Cu₂S+16HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+8 H₂O，
故答案為：3Cu₂S+16HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+8H₂O；
（6）準確稱取1.46g該合金粉末，加入過量鹽酸溶液，充分反應后過濾，鐵和鋁全部溶解，測定剩余固體質(zhì)量0.07g為硅．n（Si）=$\frac{0.07g}{28g/mol}$=0.0025mol，向濾液中滴加足量NaOH濃溶液，鋁離子反應生成偏鋁酸鈉，充分攪拌、過濾、洗滌得固體．判斷為Fe（OH）₃，再將所得固體充分加熱、灼燒，得紅棕色粉末1.60g為Fe₂O₃，鐵的物質(zhì)的量n（Fe）=$\frac{1.60g}{160g/mol}$×2=0.02mol，n（Al）=$\frac{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，所以其化學式為Fe₈Al₄Si，故答案為：Fe₈Al₄Si．

點評 本題考查了常見金屬單質(zhì)及其化合物性質(zhì)、氧化還原反應的配平等知識，題目難度中等，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(zhì)化學式是解題關(guān)鍵．