Question

11．鋁、鐵、銅是人類生活和生產(chǎn)中具有廣泛應(yīng)用的三種金屬單質(zhì)，高中段的學(xué)習(xí)常把它們及化合物歸結(jié)為重要的三角關(guān)系（圖1所示）：請(qǐng)回答下列問題：
（1）①下列有關(guān)鐵元素的敘述中正確的是BD；
A．鐵元素位于周期表第四周期第ⅧB族
B．亞硝酸鹽中毒的原理是與血紅蛋白中的鐵元素作用，可用美藍(lán)解毒，解毒過程中鐵元素發(fā)生了還原反應(yīng)
C．現(xiàn)代工業(yè)的煉鐵高爐中，作還原劑的主要是碳
D．密封放在蒸餾水中的鐵比空氣中的鐵生銹慢
②常溫下，往H₂O₂的水溶液中加入少量FeSO₄，可加快其分解速率，其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，則另一個(gè)離子方程式為2Fe³⁺+H₂O₂=2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺．
（2）①某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)研究NaAlO₂性質(zhì)時(shí)，往其中加入NaHCO₃溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)只有白色沉淀生成，溶液混合時(shí)發(fā)生的離子方程式為H₂O+HCO₃^-+AlO₂^-═CO₃^2-+Al（OH）₃↓．
②鋁-空氣電池是目前最有發(fā)展前景的電池，如圖2為基本原理．請(qǐng)寫出負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)式Al-3e^-=Al³⁺．
（3）①空氣中直接加熱CuCl₂•2H₂O晶體得到的是CuO，如何通過合理的方法由CuCl₂•2H₂O晶體得到純的無水CuCl₂在HCl氣流中加熱失水．
②有人認(rèn)為，將CuO還原得到的產(chǎn)物Cu中可能會(huì)含有Cu₂O，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明之取樣后加H₂SO₄，如果溶液變藍(lán)，說明產(chǎn)物中含有Cu₂O，反之則無Cu₂O（已知：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O）

Answer 1

分析 （1）①A．Fe的原子序數(shù)為26，處于第四周期Ⅷ族，是一種過渡金屬；
B．解毒時(shí)鐵元素由三價(jià)變?yōu)槎�價(jià)，被還原；
C．主要還原劑為CO氣體；
D．鐵生銹是鐵與空氣中的水和氧氣共同作用的結(jié)果；
②鐵離子在雙氧水的分解中起到了催化劑的作用，據(jù)此分析另一個(gè)反應(yīng)；
（2）①碳酸氫鈉能電離出氫離子，氫離子和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，符合強(qiáng)酸制取弱酸；
②鋁在原電池中做負(fù)極失電子生成鋁離子；
（3）①銅離子發(fā)生水解生成易揮發(fā)的氯化氫，導(dǎo)致最終得到的是氧化銅，若在氯化氫氣流中加熱，則抑制了銅離子的水解，可以得到純凈的氯化銅；
②要判斷產(chǎn)物中是否含有Cu₂O，可加入稀硫酸檢驗(yàn)溶液是否變藍(lán)．

解答 解：（1）①A．鐵為過渡金屬元素，原子序數(shù)為26，在元素周期表中處于第四周期Ⅷ族，故A錯(cuò)誤；
B．解毒時(shí)鐵離子被還原為亞鐵離子，發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；
C．焦炭在高爐中轉(zhuǎn)化成CO，CO為主要的還原劑，故C錯(cuò)誤；
D．密封放在蒸餾水中的鐵，由于沒有氧氣，則不易被腐蝕，故密封放在蒸餾水中的鐵比空氣中的鐵生銹慢，故D正確；
故答案為：BD；
②常溫下，往H₂O₂溶液中滴加少量FeSO₄溶液，鐵離子在雙氧水的分解中起到催化作用，已知發(fā)生了反應(yīng)：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，另一個(gè)反應(yīng)則鐵離子轉(zhuǎn)化成亞鐵離子，反應(yīng)方程式為：2Fe³⁺+H₂O₂=2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+H₂O₂=2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺；
（2）①碳酸氫鈉能電離出氫離子，氫離子和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氫氧化鋁，反應(yīng)離子方程式為：H₂O+HCO₃^-+AlO₂^-═CO₃^2-+Al（OH）₃↓，
故答案為：H₂O+HCO₃^-+AlO₂^-═CO₃^2-+Al（OH）₃↓，
②分析裝置圖可知，鋁在原電池中做負(fù)極失電子生成鋁離子，電極反應(yīng)為：Al-3e^-=Al³⁺，
故答案為：Al-3e^-=Al³⁺；
（3）①直接加熱CuCl₂•2H₂O晶體得不到純的無水CuCl₂，原因是氯化銅水解生成的鹽酸易揮發(fā)，需要通入氯化氫氣流抑制銅離子的水解，則由CuCl₂•2H₂O晶體得到純的無水CuCl₂的合理方法為：在HCl氣流中加熱CuCl₂•2H₂O晶體，
故答案為：在HCl氣流中加熱失水；
②根據(jù)反應(yīng)Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O可知，要判斷產(chǎn)物中是否含有Cu₂O，可加入稀硫酸檢驗(yàn)溶液是否變藍(lán)，操作方法為：取樣后加H₂SO₄，如果溶液變藍(lán)，說明產(chǎn)物中含有Cu₂O，反之則無Cu₂O，
故答案為：取樣后加H₂SO₄，如果溶液變藍(lán)，說明產(chǎn)物中含有Cu₂O，反之則無Cu₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了金屬單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系、電解原理、金屬的腐蝕、鹽的水解原理及其應(yīng)用、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)等知識(shí)，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．