Question

19．金屬及其化合物知識在中學化學中比較重要．請根據題目要求回答下列問題．
（1）已知常溫下在溶液中可發生如下兩個反應：Ce⁴⁺+Fe²⁺═Fe³⁺+Ce³⁺
Sn²⁺+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Sn⁴⁺，由此可以確定Fe²⁺、Ce³⁺、Sn²⁺三種離子的還原性由強到弱的順序是Sn²⁺＞Fe²⁺＞Ce³⁺；一定條件下，PbO₂與Cr³⁺反應，產物是Cr₂O₇^2- 和Pb²⁺，則與1mol Cr³⁺反應所需PbO₂的物質的量為1.5mol．
（2）將磁性氧化鐵放入稀HNO₃中可發生如下反應：
3Fe₃O₄+28HNO₃=9Fe（NO₃）_x+NO↑+14H₂O．下列判斷合理的是C
A．Fe（NO₃）_x中的x為2
B．稀HNO₃ 在反應中只表現氧化性
C．反應中每生成0.2mol 還原產物，有0.6mol 電子轉移
D．磁性氧化鐵中的所有鐵元素全部被氧化
（3）Fe₃O₄按照氧化物的形式可表示為FeO•Fe₂O₃，若將其看做一種鹽可表示為Fe（FeO₂）₂[鐵酸亞鐵]．試根據化合價規則對Pb₃O₄用上述形式表示組成，其氧化物的形式應為2PbO•PbO₂，其鹽的形式應為Pb₂PbO₄．（已知鉛的化合價有+2價、+4價）
（4）已知鉛的+2價化合物是穩定的，鉛的+4價化合物具有較強的氧化性．Pb₃O₄與濃鹽酸可發生氧化還原反應生成單質．試寫出Pb₃O₄與濃鹽酸發生反應的化學方程式Pb₃O₄+8HCl（濃）=3PbCl₂+Cl₂↑+4H₂O．
（5）在25℃下，向濃度均為0.1mol•L^-1的MgCl₂和CuCl₂的混合溶液中逐滴加入氨水，先生成Cu（OH）₂沉淀（填化學式），生成該沉淀的離子方程式為Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．
（已知25℃時K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）

Answer 1

分析 （1）氧化還原反應中 氧化劑的氧化性大于氧化產物；在一定條件下，PbO₂與溶液中Cr³⁺反應，產物是Cr₂O₇^2-和Pb²⁺，根據電子守恒計算；
（2）3Fe₃O₄+28HNO₃=9Fe（NO₃）_x+NO↑+14H₂O中Fe元素的化合價由+2價升高為+3價，N元素的化合價由+5價降低為+2價，以此來解答；
（3）根據題意提供信息，仿照Fe₃O₄的氧化物形式書寫Pb₃O₄氧化物，把氧化物改寫成鹽的形式時，要把化合價較低的元素作為陽離子，把化合價較高的元素和氧元素組成酸根；
（4）根據氧化還原反應正確書寫四氧化三鉛與濃鹽酸反應的化學方程式；
（5）難溶電解質的溶度積越小，加入氨水時越易生成沉淀．

解答 解：（1）根據反應：Ce⁴⁺+Fe²⁺=Fe³⁺+Ce³⁺，還原性是Fe²⁺＞Ce³⁺，根據反應：Sn²⁺+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Sn⁴⁺，還原性是Sn²⁺＞Fe²⁺，所以還原性順序是：Sn²⁺＞Fe²⁺＞Ce³⁺；
在一定條件下，PbO₂與溶液中Cr³⁺反應，產物是Cr₂O₇^2-和Pb²⁺，反應中Cr的價態升高了3價，pb的化合價降低2價，根據電子守恒，所以與1mol Cr³⁺反應所需PbO₂的物質的量為1.5mol，故答案為：Sn²⁺＞Fe²⁺＞Ce³⁺；1.5；
（2）A．由N原子守恒可知，Fe（NO₃）_x中的x為3，故A錯誤；
B．生成NO體現硝酸的氧化性，生成鹽體現其酸性，故B錯誤；
C．反應中每生成0.2mol 還原產物，由N元素的化合價變化可知，就有0.2mol×（5-2）=0.6 mol電子被轉移，故C正確；
D．磁性氧化鐵中Fe元素的化合價為+2、+3價，則部分鐵元素被氧化，故D錯誤；
故選C；
（3）Pb在化合物里顯+2價或+4價，根據化合價代數和為零的原則寫出Pb的兩種氧化物形式為：PbO和PbO₂，那么Pb₃O₄的氧化物的表示形式可以寫成 2PbO•PbO₂；鹽的形式可以寫成Pb₂PbO₄；故答案為：2PbO•PbO₂；Pb₂PbO₄；
（4）Pb₃O₄與濃鹽酸反應生成氯化亞鉛、氯氣和水，反應的化學方程式為：Pb₃O₄+8HCl（濃）=3PbCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
故答案為：Pb₃O₄+8HCl（濃）=3PbCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（5）難溶電解質的溶度積越小，加入氨水時越易生成沉淀，則生成的沉淀為Cu（OH）₂，反應的離子方程式為Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，
故答案為：Cu（OH）₂；Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．

點評 本題考查了氧化還原反應的基本原理、計算、方程式的書寫以及Ksp的計算，根據溶度積常數確定先沉淀的物質，主要考查學生分析信息、提取信息并結合已有知識正確書寫化學方程式的能力．