Question

12．鐵、鋁是應(yīng)用最廣泛的兩種金屬．完成下列填空：
（1）自然界一共存在四種穩(wěn)定的鐵原子，分別是⁵⁴Fe、⁵⁶Fe、⁵⁷Fe和⁵⁸Fe，它們互稱為同位素，其中⁵⁸Fe原子中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為6．
（2）工業(yè)上可用鐵槽車運(yùn)輸濃硫酸，是由于常溫下濃硫酸能使鐵鈍化．
（3）野外鋪設(shè)鋼軌時(shí)，通常用鋁和氧化鐵混合粉末反應(yīng)得到的液態(tài)鐵來焊接鋼軌．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，該反應(yīng)是放熱（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)．
（4）鐵粉中混有少量的鋁粉，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方案除去鐵粉中的鋁粉加入NaOH，然后過濾．
（5）向某溶液中投入鋁片后有大量的H₂放出，溶液中不可能大量存在的離子是d（填序號(hào)）
a．Cl^-   b．H⁺   c．OH^-    d．HCO₃^-
（6）鐵與稀硝酸反應(yīng)的方程式如下：3Fe+8HNO₃→3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
該反應(yīng)的氧化劑是HNO₃，氧化產(chǎn)物是Fe（NO₃）₂，每轉(zhuǎn)移1.8mol電子，生成NO13.44L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．

Answer 1

分析 （1）質(zhì)子數(shù)相同中子數(shù)不同的同種元素的不同原子互稱為同位素，原子中質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)；
（2）常溫下鐵、鋁金屬在濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化；
（3）鋁和氧化鐵混合粉末為鋁熱劑，引發(fā)反應(yīng)后放出大量的熱量，可以熔融金屬；
（4）鋁和強(qiáng)堿溶液發(fā)生反應(yīng)，鐵和強(qiáng)堿溶液不反應(yīng)；
（5）向某溶液中投入鋁片后有大量H₂放出，溶液為酸或強(qiáng)堿溶液，離子之間不能結(jié)合生成水、氣體等，則離子能大量共存，以此來解答；
（6）在3Fe+8HNO₃（�。�=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O反應(yīng)中，F(xiàn)e元素化合價(jià)由0價(jià)升高到+2價(jià)，被氧化，為還原劑，N元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到+2價(jià)，被還原，HNO₃為氧化劑，以此解答．

解答 解：（1）存在四種穩(wěn)定的鐵原子，分別是⁵⁴Fe、⁵⁶Fe、⁵⁷Fe和⁵⁸Fe，質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同它們互稱為同位素，中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)=58-26=32，中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為32-26=6
故答案為：同位素，6；
（2）工業(yè)上可用鐵槽車運(yùn)輸濃硫酸，是由于常溫下濃硫酸能使鐵鈍化，在鐵表面形成一薄層致密氧化物薄膜阻止反應(yīng)進(jìn)行，表現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性，
故答案為：鈍化；
（3）鋁和氧化鐵混合粉末反應(yīng)得到的液態(tài)鐵，發(fā)生的是鋁熱反應(yīng)，引發(fā)劑作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，放出大量熱，可以使生成的鐵呈熔融狀態(tài)，用來焊接鋼軌，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，放熱；
（4）鐵粉中混有少量的鋁粉，鋁和強(qiáng)堿溶液發(fā)生反應(yīng)，鐵和強(qiáng)堿溶液不反應(yīng)，除去方法是放入氫氧化鈉溶液中充分反應(yīng)后過濾得到鐵，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液和氫氣，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：加入NaOH，然后過濾；
（5）向某溶液中投入鋁片后有大量H₂放出，溶液為酸或強(qiáng)堿溶液，
a．Cl^-不與酸或堿反應(yīng)，一定能大量存在，故a不選；
b．H⁺在酸溶液中能大量存在，故b不選；
c．OH^-在堿溶液中能大量存在，故c不選；
d．HCO₃^-既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，則一定不能大量共存，故d選；
故選d．
故答案為：d；
（6）3Fe+8HNO₃→3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，N元素的化合價(jià)降低，則HNO₃為氧化劑，還原產(chǎn)物為NO，F(xiàn)e元素化合價(jià)0價(jià)變化為+2價(jià)，化合價(jià)升高失電子做還原劑被氧化得到氧化產(chǎn)物Fe（NO₃）₂ ，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每生成2molNO電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為6mol，每轉(zhuǎn)移1.8mol電子，生成NO物質(zhì)的量0.6mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積=22.4L/mol×0.6mol=13.44L，
故答案為：HNO₃，F(xiàn)e（NO₃）₂，13.44．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)，主要是物質(zhì)提純，鋁熱反應(yīng)，離子共存，氧化還原反應(yīng)等知識(shí)的綜合應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．