Question

14．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）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(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）已知銅與稀硫酸不反應(yīng)，但將銅片在稀硫酸中長時(shí)間加熱時(shí)溶液會呈藍(lán)色，請用化學(xué)方程式表示原
因2Cu+O₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O．
（3）氯化鋁廣泛用于有機(jī)合成和石油工業(yè)的催化劑．將鋁土礦粉（主要成分為Al₂O₃）與焦炭混合后加熱并
通入氯氣，可得到氯化鋁，同時(shí)生成CO，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Cu+O₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O
（4）已知Cu₂S可以和硝酸反應(yīng)，請配平下列化學(xué)反應(yīng)方程式：
3Cu₂S+16HNO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+8H₂O
（5）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(zhǔn)確稱取1.46g該合金粉末，加入過量鹽酸溶液充分反應(yīng)后過濾，測定剩余固體質(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(jì)算確定此合金的組成為Fe₈Al₄Si（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）銅片在稀硫酸中長時(shí)間加熱時(shí)溶液會呈藍(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）合金溶于過量鹽酸鐵和鋁反應(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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，氧化銅再與硫酸反應(yīng)：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，兩式相加：2Cu+O₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：2Cu+O₂+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O；
（3）根據(jù)題意知，反應(yīng)物是氧化鋁、碳和氯氣，反應(yīng)條件是加熱，生成物是氯化鋁和一氧化碳，所以其反應(yīng)方程式為：Al₂O₃+3C+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3CO，
故答案為：Al₂O₃+3Cl₂+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl₃+3CO；         
（4）在Cu₂S中：
Cu+1→+2↑（2-1）×2
S-2→+6-（-2）
化合價(jià)升高10
而HNO₃中N+5→+2化合價(jià)降低3，根據(jù)化合價(jià)的升降守恒：
3Cu₂S+□HNO₃$\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{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+（　　）
質(zhì)量守恒得：3Cu₂S+16HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+8 H₂O
故答案為：3Cu₂S+16HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuSO₄+3Cu（NO₃）₂+10NO↑+8H₂O；
（5）準(zhǔn)確稱取1.46g該合金粉末，加入過量鹽酸溶液，充分反應(yīng)后過濾，鐵和鋁全部溶解，測定剩余固體質(zhì)量0.07g為硅．n（Si）=$\frac{0.07g}{28g/mol}$=0.0025mol，向?yàn)V液中滴加足量NaOH濃溶液，鋁離子反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，充分?jǐn)嚢�、過濾、洗滌得固體．判斷為Fe（OH）₃，再將所得固體充分加熱、灼燒，得紅棕色粉末1.60g為Fe₂O₃，鐵的物質(zhì)的量n（Fe）=$\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，所以化學(xué)式為：Fe₈Al₄Si，
故答案為：Fe₈Al₄Si．

點(diǎn)評 本題考查了鐵離子的氧化性，提取銅的反應(yīng)過程和步驟分析判斷，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．