Question

14．鋁，鐵，銅是生活中常用的金屬．
（1）工業(yè)上，用鋁熱法冶煉錳等金屬，等質(zhì)量的鋁分別與V₂O₅、MnO₂、Cr₂O₃反應(yīng)，生成金屬的物質(zhì)的量最多的是Cr₂O₃（填化學(xué)式）．
（2）Fe₂O₃、Cu₂O都是紅色粉未，將氧化鐵溶于氫碘酸溶液中，滴加淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，寫出離子方程式：Fe₂O₃+2I^-+6H⁺═2Fe²⁺+3H₂O+I₂；氧化亞銅溶于稀硫酸，溶液變藍(lán)色，有紅色固體生成，紅色固體是Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O．
（3）科學(xué)家建議利用鐵粉、鋁粉除去堿性水中NO₃
①在堿性條件下鋁粉將NO₃^-還原成N₂，本身生成AlO₂^-．若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．②活性鐵粉在堿性條件下，能將NO₃^-還原成NH₃•H₂O，本身被氧化成Fe₃O₄，寫出離子方程式3Fe+NO₃^-+3H₂O=NH₃•H₂O+Fe₃O₄+OH^-．
（4）鐵器表面鍍一層金屬可以提高耐腐蝕性，鍍層金屬可能是銅．
（5）利用廢銅屑與濃硫酸反應(yīng)制備硫酸銅，反應(yīng)一段時(shí)間后，硫酸未反應(yīng)完，但反應(yīng)停止．為了使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，從產(chǎn)品純度、環(huán)保角度考慮，宜加入（或通入）試劑是ABD（填代號(hào)）（可加熱）
A．Fe₂O₃ B．H₂O₂ C．KNO₃ D．空氣
（6）氧化銅有弱氧化性，赤熱的氧化銅能氧化乙醇．乙二醇（HOCH₂CH₂OH）與赤熱的氧化銅反應(yīng)生成乙二醛（OHC-CHO），還原產(chǎn)物可能是Cu．（填化學(xué)式）

Answer 1

分析 （1）每消耗1mol鋁能夠提供3mol電子，根據(jù)電子守恒，各金屬氧化物只能得到3mol電子，金屬的化合價(jià)越低，產(chǎn)生的金屬單質(zhì)物質(zhì)的量越多；
（2）氧化鐵溶于氫碘酸，滴加淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，說明碘離子化合價(jià)升高，有碘單質(zhì)產(chǎn)生，氧化鐵中+3價(jià)鐵的化合價(jià)降到+2價(jià)；氧化亞銅溶于稀硫酸，溶液變藍(lán)色，說明產(chǎn)生二價(jià)銅離子，有紅色固體生成，說明產(chǎn)生單質(zhì)銅；
（3）①鋁作負(fù)極，失電子在堿性條件下產(chǎn)生AlO₂^-；
②活性鐵粉在堿性條件下，能將NO₃^-還原成NH₃•H₂O，本身被氧化成Fe₃O₄，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒寫出離子方程式；
（4）鐵器表面鍍一層性質(zhì)不活潑的金屬可以提高耐腐蝕性；
（5）廢銅屑與濃硫酸反應(yīng)制備硫酸銅，濃硫酸變稀后反應(yīng)停止，為了使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，可加氧化劑將銅氧化成+2價(jià)，實(shí)現(xiàn)硫酸銅的制備，反應(yīng)過程中不能產(chǎn)生有毒氣體；
（6）氧化銅與乙醇反應(yīng)生成銅和乙醛，氧化銅中銅元素的化合價(jià)降低，單質(zhì)銅是還原產(chǎn)物，則類推乙二醇與氧化銅反應(yīng)的還原產(chǎn)物．

解答 解：（1）每消耗1mol鋁能夠提供3mol電子，根據(jù)電子守恒，各金屬氧化物只能得到3mol電子，金屬的化合價(jià)越低，產(chǎn)生的金屬單質(zhì)物質(zhì)的量越多，
V₂O₅→V，化合價(jià)變從+5變?yōu)?；MnO₂→Mn，化合價(jià)由+4變?yōu)?；Cr₂O₃→Cr，化合價(jià)由+3變?yōu)?，則生成金屬物質(zhì)的量最多的是Cr₂O₃，
故答案為：Cr₂O₃；
（2）氧化鐵溶于氫碘酸，滴加淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，說明碘離子化合價(jià)升高，有碘單質(zhì)產(chǎn)生，氧化鐵中+3價(jià)鐵的化合價(jià)降到+2價(jià)，離子方程式為：Fe₂O₃+2I^-+6H⁺═2Fe²⁺+3H₂O+I₂；氧化亞銅溶于稀硫酸，溶液變藍(lán)色，說明產(chǎn)生二價(jià)銅離子，有紅色固體生成，說明產(chǎn)生單質(zhì)銅，氧化亞銅在稀硫酸中發(fā)歧化反應(yīng)的方程式為：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+2I^-+6H⁺═2Fe²⁺+3H₂O+I₂；Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O；
（3）①鋁作負(fù)極，失電子在堿性條件下產(chǎn)生AlO₂^-，電極反應(yīng)式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
②活性鐵粉在堿性條件下，能將NO₃^-還原成NH₃•H₂O，氮的化合價(jià)降低8價(jià)，鐵本身被氧化成Fe₃O₄，鐵的化合價(jià)升高$\frac{8}{3}$價(jià)，則Fe與NO₃^-計(jì)量數(shù)之比為3：1，根據(jù)電荷守恒、原子守恒配平離子方程式為：3Fe+NO₃^-+3H₂O=NH₃•H₂O+Fe₃O₄+OH^-，故答案為：3Fe+NO₃^-+3H₂O=NH₃•H₂O+Fe₃O₄+OH^-；
（4）鐵器表面鍍一層性質(zhì)不活潑的金屬可以提高耐腐蝕性，比如鐵上鍍銅等，故答案為：銅；
（5）廢銅屑與濃硫酸反應(yīng)制備硫酸銅，濃硫酸變稀后反應(yīng)停止，為了使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，可加氧化劑將銅氧化成+2價(jià)，
A．Fe₂O₃ 與稀硫酸反應(yīng)：產(chǎn)生三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子與銅反應(yīng)產(chǎn)生二價(jià)銅離子，故A正確；
B．H₂O₂與銅在酸性條件下直接將銅氧化成銅離子，故B正確；
C．銅、硝酸根、氫離子可發(fā)生反應(yīng)生成銅離子，同時(shí)硝酸根被還原成一氧化氮?dú)怏w，污染環(huán)境，故C錯(cuò)誤；
D．通入空氣并加熱，銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成銅離子，故D正確；
故答案為：ABD；
（6）氧化銅與乙醇反應(yīng)生成銅和乙醛，氧化銅中銅元素的化合價(jià)降低，單質(zhì)銅是還原產(chǎn)物，則乙二醇與氧化銅反應(yīng)的還原產(chǎn)物為銅，氧化產(chǎn)物是乙二醛，
故答案為：Cu．

點(diǎn)評(píng) 本題考查常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用，涉及鋁熱反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算及離子方程式的書寫等，注意氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒、離子守恒、原子守恒的應(yīng)用，難度中等．