Question

16．金屬材料在日常生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用，請回答下列問題：
（1）人類最早使用的合金是青銅，目前使用量最大的金屬是鐵．
（2）鐵和鐵合金是日常生活中的常用材料，下列敘述正確的是BDE．
A．純鐵的硬度比生鐵高               B．純鐵耐腐蝕性強(qiáng)，不易生銹
C．不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素     D．鐵在一定條件下，可與水蒸氣反應(yīng)
E．鐵在冷的濃硫酸中會鈍化
（3）向沸水中滴入幾滴飽和FeCl₃溶液，加熱至液體呈透明的紅褐色，該反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，形成的分散系中分散質(zhì)的微粒直徑范圍是1～100nm．
（4）向硫酸亞鐵溶液中加入過氧化鈉，有紅褐色沉淀生成，如果加入的Na₂O₂與生成的O₂的物質(zhì)的量之比為3：1，請寫出發(fā)生的離子反應(yīng)方程式3Na₂O₂+2Fe³⁺+4H₂O=2Fe（OH）₃+O₂+6Na⁺+2OH^-．
（5）電子工業(yè)需要用30%的FeCl₃溶液腐蝕絕緣板上的銅，制造印刷電路板．請寫出FeCl₃ 溶液與銅反應(yīng)的離子方程式：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，向腐蝕后的廢液中加入一定量的鐵粉充分反應(yīng)后，無固體剩余，則反應(yīng)后的溶液中一定含有的離子是Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-，可能含有的離子是Fe³⁺．如果從腐蝕后的廢液中回收銅并重新獲得FeCl₃溶液，現(xiàn)有下列試劑：①氯氣②鐵粉③濃硝酸④濃鹽酸⑤燒堿⑥濃氨水．需要用到的一組試劑是A．
A．①②④B．①③④⑥C．②④⑤D．①④⑥
（6）高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）是一種新型凈水劑．高鐵酸鈉的制備方法之一是：在堿性條件下用NaClO氧化Fe³⁺，請寫出該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
（7）有一種鐵的氧化物樣品，用5mol/L鹽酸140mL，恰好完全溶解，所得溶液還能吸收標(biāo)況下0.56L氯氣，恰好使其中Fe²⁺全部轉(zhuǎn)化成Fe³⁺，該氧化物的化學(xué)式是Fe₅O₇．

Answer 1

分析 （1）合金是指由一種金屬與其它金屬或非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，金屬大規(guī)模被使用的先后順序跟金屬的活動性關(guān)系最大，金屬活動性較弱時(shí)，比較難形成化合物，常以單質(zhì)形式存在，比較容易被利用；目前使用量最大的合金是鐵合金；
（2）合金的硬度比各成分高、熔點(diǎn)比各成分低，合金的性能更優(yōu)良；
（3）水解生成膠體，膠體粒子的直徑在1～100nm；
（4）Na₂O₂與生成的O₂的物質(zhì)的量之比為3：1，由電子守恒可知，只有1molNa₂O₂作氧化劑轉(zhuǎn)移2mol電子；
（5）FeCl₃ 溶液與銅反應(yīng)生成氯化銅、氯化亞鐵；腐蝕廢液中含有氯化銅、氯化亞鐵以及氯化鐵，鐵可以置換金屬銅，可以和三價(jià)鐵反應(yīng)，銅不能鹽酸反應(yīng)，而金屬鐵可以，氯氣具有氧化性，能將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵；
（6）在堿性條件下用NaClO氧化Fe³⁺，同時(shí)生成Na₂FeO₄，結(jié)合電子、電荷守恒解答；
（7）n（HCl）=0.14L×5mol/L=0.7mol，n（Cl₂）=$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，反應(yīng)中HCl的H元素與氧化物中O元素全部結(jié)合生成H₂O，反應(yīng)后溶液成分為FeCl₃，結(jié)合質(zhì)量守恒計(jì)算．

解答 解：（1）銅的活潑性較弱，比較容易冶煉，所以人類最早使用的合金材料是青銅，目前使用量最大的合金是鐵合金，則目前使用量最大的金屬是鐵，
故答案為：青銅；鐵；
（2）A．合金的硬度比各成分金屬的大，故A錯誤；
B．純鐵不能形成原電池，生鐵含碳量高，容易形成原電池，腐蝕速率快，故B正確；
C．不銹鋼含有的金元素有鐵、鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等，故錯誤；
D．鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，故D正確；
E．濃硫酸具有強(qiáng)的氧化性，冷的濃硫酸與鐵發(fā)生鈍化反應(yīng)，故E正確；
故答案為：BDE；
（3）氫氧化鐵膠體制備的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，氫氧化鐵膠體的微粒直徑范圍是1～100nm，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；1～100nm；
（4）Na₂O₂與生成的O₂的物質(zhì)的量之比為3：1，由電子守恒可知，只有1molNa₂O₂作氧化劑時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子，離子反應(yīng)為3Na₂O₂+2Fe³⁺+4H₂O=2Fe（OH）₃+O₂+6Na⁺+2OH^-，
故答案為：3Na₂O₂+2Fe³⁺+4H₂O=2Fe（OH）₃+O₂+6Na⁺+2OH^-；
（5）FeC1₃溶液與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化銅，離子方程式為2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；腐蝕廢液中含有氯化銅、氯化亞鐵以及氯化鐵，加入一定量的鐵可以和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，可能與氯化銅反應(yīng)生成金屬銅和氯化亞鐵，即Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，則溶液中一定含F(xiàn)e²⁺、Cu²⁺、Cl^-，可能含F(xiàn)e³⁺；從腐蝕后的廢液中回收銅并重新獲得FeCl₃溶液，加入Fe過濾分離出Cu，加鹽酸處理濾渣，濾液中含氯化亞鐵，氯氣具有氧化性，能將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵，2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，再向?yàn)V液中通入氯氣即可，需要用到的一組試劑是①②④，
故答案為：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-；Fe³⁺；A；
（6）在堿性條件下用NaClO氧化Fe³⁺，同時(shí)生成Na₂FeO₄，結(jié)合電子、電荷守恒可知離子反應(yīng)為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（7）n（HCl）=0.14L×5mol/L=0.7mol，n（Cl₂）=$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，反應(yīng)中HCl的H元素與氧化物中O元素全部結(jié)合生成H₂O，則氧化物中n（O）=$\frac{1}{2}$×n（HCl）=$\frac{1}{2}$×0.7mol=0.35mol，
反應(yīng)后溶液成分為FeCl₃，
n（Cl^-）=0.7mol+0.025mol×2=0.75mol，
則n（Fe）=0.75mol×$\frac{1}{3}$=0.25mol，
所以：n（Fe）：n（O）=0.25mol：0.35mol=5：7，
該氧化物的化學(xué)式為Fe₅O₇，
故答案為：Fe₅O₇．

點(diǎn)評 本題考查金屬及化合物的性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)的書寫、氧化還原反應(yīng)計(jì)算等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意元素化合物知識的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．