Question

7．鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，請(qǐng)回答下列問題：
（1）單質(zhì)鐵屬于金屬晶體．黃鐵礦（FeS₂）是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料，其中一個(gè)反應(yīng)為3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄，氧化產(chǎn)物為SO₂和Fe₃O₄，若有3molFeS₂參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移32mol電子．
（2）鋁的價(jià)電子排布式為3s²3p¹，明礬用作凈水劑，其原理為Al³⁺+3H₂O=Al（OH）_{3（膠體）}+3H⁺（用離子方程式表示）．
（3）金屬Cu單獨(dú)與氨水或單獨(dú)與雙氧水都不反應(yīng)，但可與二者的混合溶液反應(yīng)生成深藍(lán)色溶液，Cu與氨水、雙氧水反應(yīng)的離子方程式Cu+4NH₃•H₂O+H₂O₂=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-；
（4）鐵紅是一種紅色顏料，其成分是Fe₂O₃，將一定量的鐵紅溶于160mL5mol•L^-1鹽酸中，再加入一定量鐵粉恰好溶解，收集到2.24L氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），經(jīng)檢測(cè)溶液中無Fe³⁺，參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為11.2g．

Answer 1

分析 （1）金屬單質(zhì)屬于金屬晶體；化合價(jià)升高后的產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物，反應(yīng)3FeS₂+8O₂=Fe₃O₄+6SO₂中Fe元素化合價(jià)又+2→+3，化合價(jià)升高，S元素化合價(jià)由-1→+4，化合價(jià)升高，O元素化合價(jià)由0→-2，化合價(jià)降低；
（2）Al是13號(hào)元素，其價(jià)電子是最外層電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子價(jià)電子排布式；明礬凈水原理是電離出的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體具有吸附性；
（3）金屬Cu單獨(dú)與氨水或單獨(dú)與雙氧水都不反應(yīng)，但可與二者的混合溶液反應(yīng)生成深藍(lán)色溶液，說明反應(yīng)生成[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（4）鐵先與Fe³⁺反應(yīng)，然后再與氫離子反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)的離子方程式計(jì)算．

解答 解：（1）單質(zhì)鐵屬于金屬單質(zhì)，為金屬晶體，反應(yīng)3FeS₂+8O₂=Fe₃O₄+6SO₂，前后各元素化合價(jià)的變化情況如下：Fe：+2→+3，化合價(jià)升高；S：-1→+4，化合價(jià)升高；O：0→-2，化合價(jià)降低；因此，在反應(yīng)中FeS₂還原劑，O₂是氧化劑，F(xiàn)e₃O₄既是氧化產(chǎn)物也是還原產(chǎn)物，SO₂既是氧化產(chǎn)物也是還原產(chǎn)物；在上述反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移32個(gè)電子，有3molFeS₂參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為32mol，
故答案為：金屬；SO₂和Fe₃O₄； 32；    
（2）Al是13號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p¹，其價(jià)電子是最外層電子，所以價(jià)電子排布式為3s²3p¹，明礬在溶液中完全電離出鉀離子、鋁離子和硫酸根離子，電離方程式為：KAl（SO₄）₂=K⁺+Al³⁺+2SO₄^2-，明礬凈水原理是硫酸鋁鉀溶液中含有鋁離子，鋁離子水解Al³⁺+3H₂O=Al（OH）_{3（膠體）}+3H⁺，
故答案為：3s²3p¹；Al³⁺+3H₂O=Al（OH）_{3（膠體）}+3H⁺；
（3）金屬Cu單獨(dú)與氨水或單獨(dú)與雙氧水都不反應(yīng)，但可與二者的混合溶液反應(yīng)生成深藍(lán)色溶液，說明反應(yīng)生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，反應(yīng)離子方程式為：Cu+4NH₃•H₂O+H₂O₂=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-，
故答案為：Cu+4NH₃•H₂O+H₂O₂=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-；
（4）氫氣的物質(zhì)的量為 0.1mol，
由關(guān)系式Fe～～～～2HCl～～～H₂，得到
          0.1mol         0.2mol     0.1mol
根據(jù)氯原子守恒，所以氯化鐵的物質(zhì)的量為$\frac{1}{3}$×（0.16L×5mol/L-0.2mol）=0.2mol，
Fe～～～2FeCl₃
0.1mol    0.2mol
所以參加反應(yīng)的鐵粉的質(zhì)量為（0.1mol+0.1mol）×56g/mol=11.2g，
故答案為：11.2g．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查元素化合物知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，注意把握鐵、鋁、銅等金屬及其化合物的性質(zhì)，題目難度中等．