Question

15．鐵、鋁、銅及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用．請(qǐng)回答下列問題：
（1）鋁離子的結(jié)構(gòu)示意圖為．
（2）制造電路板的工藝中，F(xiàn)eCl₃溶液可以蝕刻銅箔，該反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）氫氧化鋁是醫(yī)用的胃酸中和劑的一種．用離子方程式表示其作用機(jī)理是Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O．
（4）與明礬相似，硫酸鐵也可用作絮凝劑，在使用時(shí)發(fā)現(xiàn)硫酸鐵并不能使酸性廢水中的懸浮物沉降除去，其原因是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺酸性廢水抑制Fe³⁺的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe（OH）₃膠體．
（5）下表中，對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性的判斷都正確的是B （填字母序號(hào)）．

選項(xiàng)	陳述Ⅰ	陳述Ⅱ	判斷
A	鐵是地殼中含量最高的金屬元素	鐵是人類最早使用的金屬材料	Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)Γ?/TD>
B	常溫下鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣	高溫下氫氣能還原氧化鐵生成鐵	Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)Γ?/TD>
C	鐵比鋁更易銹蝕	鋁比鐵活潑	Ⅰ錯(cuò)；Ⅱ?qū)Γ?/TD>
D	鋁在空氣中表面生成致密氧化膜	可用鋁罐儲(chǔ)存運(yùn)輸濃硫酸、濃硝酸	Ⅰ錯(cuò)；Ⅱ?qū)Γ?/TD>

（6）鋼鐵的析氫腐蝕簡單示意圖如圖所示，正極的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑．該圖某處稍作修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的簡單示意圖，其中一種方法是將C換成Zn等比Fe活潑的金屬，請(qǐng)完善另一種方法的示意圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鋁離子核內(nèi)有13個(gè)質(zhì)子，核外有10個(gè)電子，據(jù)此書寫該離子的結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）FeCl₃溶液與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，據(jù)此書寫反應(yīng)的離子方程式；
（3）氫氧化具有弱堿性可以中和胃酸，與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水；
（4）硫酸鐵可用作絮凝劑的原理為三價(jià)鐵離子水解生成氫氧化鐵的膠體具有吸附性，但在酸性廢水抑制Fe³⁺的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe（OH）₃膠體；
（5）A．地殼中含量最高的金屬元素是鋁，人類最早使用的金屬材料是銅；
B．常溫下鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，高溫下氫氣能還原氧化鐵得到鐵；
C．在金屬活動(dòng)性順序表中，鋁排在鐵的前面，比鐵活潑，但由于鋁表面在空氣中表面生成致密氧化膜，所以鐵比鋁更易銹蝕；
D．鋁在空氣中表面生成致密氧化膜，鋁遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化，據(jù)此判斷；
（6）鋼鐵的析氫腐蝕，正極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣；要防止鐵的腐蝕，可以將碳換成鋅，形成原電池，采取犧牲陽極的陰極保護(hù)法，也可以采用外接電源的陰極保護(hù)法．

解答 解：（1）因?yàn)殇X離子核內(nèi)有13個(gè)質(zhì)子，核外有10個(gè)電子，所以鋁離子的結(jié)構(gòu)示意圖為；故答案為：；
（2）FeCl₃溶液與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，則反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）氫氧化具有弱堿性可以中和胃酸，與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，離子方程式為：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；故答案為：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（4）硫酸鐵可用作絮凝劑的原理為三價(jià)鐵離子水解生成氫氧化鐵的膠體具有吸附性，但在酸性廢水抑制Fe³⁺的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe（OH）₃膠體；故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺酸性廢水抑制Fe³⁺的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe（OH）₃膠體；
（5）A．地殼中含量最多的前五種元素：氧、硅、鋁、鐵、鈣，所以地殼中含量最多的金屬元素是鋁，Ⅰ錯(cuò)誤；由于銅的活動(dòng)性比較弱，以單質(zhì)形式存在的比較多，所以是人類最早使用的金屬材料，Ⅱ錯(cuò)，故A錯(cuò)誤；
B．鐵的金屬活動(dòng)性比氫強(qiáng)，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑Ⅰ對(duì)，氫氣與氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和水．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3H₂+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂OⅡ?qū)�，故B正確；
C．在金屬活動(dòng)性順序表中，鋁排在鐵的前面，比鐵活潑，則Ⅱ?qū)�，但由于鋁表面在空氣中表面生成致密氧化膜，所以鐵比鋁更易銹蝕，則Ⅰ對(duì)，故C錯(cuò)誤；
D．鋁在空氣中表面生成致密氧化膜則Ⅰ對(duì)，因?yàn)殇X遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化，所以可以用鋁罐儲(chǔ)存運(yùn)輸濃硫酸、濃硝酸，則Ⅱ?qū)Γ�故D錯(cuò)誤；
故選B；
（6）鋼鐵的析氫腐蝕，正極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)式為：2H ⁺+2e^-=H₂↑；要防止鐵的腐蝕，可以將碳換成鋅，形成原電池，采取犧牲陽極的陰極保護(hù)法，也可以采用外接電源的陰極保護(hù)法，所以應(yīng)將鐵與負(fù)極相連作陰極，圖為：；
故答案為：2H ⁺+2e^-=H₂↑；．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及金屬的性質(zhì)的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和元素化合物知識(shí)的綜合理解和運(yùn)用的考查，難度不大，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累．