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

 

；
（2）已知銅與稀硫酸不反應(yīng)，但將銅片在稀硫酸中長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)溶液會(huì)呈藍(lán)色，請(qǐng)用化學(xué)方程式表示原因

 

．
（3）氯化鋁廣泛用于有機(jī)合成和石油工業(yè)的催化劑．將鋁土礦粉（主要成分為Al₂O₃）與焦炭混合后加熱并通入氯氣，可得到氯化鋁，同時(shí)生成CO，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（4）已知Cu₂S可以和硝酸反應(yīng)，請(qǐng)配平下列化學(xué)反應(yīng)方程式：
□Cu₂S+□HNO₃

△   .

□CuSO₄+□Cu（NO₃）₂+□NO↑+□

 

（5）在常溫下，向0.10mol?L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分?jǐn)嚢�，有淺藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成，當(dāng)溶液的pH=9時(shí)，c（Cu²⁺）=

 

mol?L^-1（K_SP[Cu（OH）₂]=2.8×10^-20）．
（6）某校興趣小組欲測(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液中滴加足量濃NaOH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

分析：（1）氯化鐵和銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，依據(jù)離子方程式書寫方法寫出；
（2）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；
（3）根據(jù)反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件寫出配平反應(yīng)方程式；
（4）Cu₂S中兩種元素化合價(jià)都變，可將其作一整體，然后運(yùn)用守恒的思想配平；
（5）根據(jù)溶度積常數(shù)進(jìn)行計(jì)算c（Cu²⁺），根據(jù)溶液的電中性計(jì)算H⁺濃度；
（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）FeCl₃蝕刻銅箔反應(yīng)是三價(jià)鐵離子具有氧化性和銅反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）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；
（3）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，
故答案為：Al₂O₃+3Cl₂+3C

△   .

2AlCl₃+3CO；         
（4）在Cu₂S中：

Cu  +1→+2↑(2-1)×2   S  -2→+6    ↑ 6-(-2)

化合價(jià)升高10
而HNO₃中N+5→+2化合價(jià)降低3，根據(jù)化合價(jià)的升降守恒：
3Cu₂S+□HNO₃

△   .

□CuSO₄+□Cu（NO₃）₂+10NO↑+（　�。�
再根據(jù)原子守恒得：
S守恒：3Cu₂S+□HNO₃

△   .

3CuSO₄+□Cu（NO₃）₂+10NO↑+（　�。�
Cu守恒：3Cu₂S+□HNO₃

△   .

3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+（　　）
N守恒：3Cu₂S+16HNO₃

△   .

3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+（　�。�
質(zhì)量守恒得：3Cu₂S+16HNO₃

△   .

3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+8 H₂O
故答案為：3Cu₂S+16HNO₃

△   .

3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+8H₂O；
（5）根據(jù)題給Cu（OH）₂的溶度積即可確定pH=9時(shí)，c（OH^-）=10^-5mol/L，K_sp[Cu（OH）₂]=2.8×10^-20，則c（Cu²⁺）=2.8×10^-10mol?L^-1，故答案為：2.8×10^-10；
（6）準(zhǔn)確稱取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，所以化學(xué)式為：Fe₈Al₄Si，故答案為：Fe₈Al₄Si．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵離子的氧化性，提取銅的反應(yīng)過(guò)程和步驟分析判斷，氫氧化鐵氫氧化亞鐵的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，溶度積的計(jì)算應(yīng)用，題目難度中等．