Question

4．材料在人類生活、生產中發揮著重要的作用．
（1）鈉、鋁、鐵、銅是常見的金屬．
①在鈉、鋁、鐵三種金屬元素中，所形成氧化物種類最多的是鐵；三種元素形成的氧化物中屬于堿性氧化物的有3種．
②一定條件下，2.3g Na與O₂完全反應生成3.6g產物時失去的電子數為0.1N_A．
③向盛有硫酸鋁溶液的試管中滴加氨水，反應的離子方程式為Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
得到的膠狀沉淀物在醫療上治療胃酸過多，利用的原理用離子方程式表示為Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O．
④向盛有氯化鐵、氯化亞鐵、氯化銅混合溶液的燒杯中加入鐵粉和銅粉，反應結束后，剩余固體中有銅無鐵，則溶液中一定存在的陽離子為Fe²⁺，可能存在的陽離子為Cu²⁺，一定不存在的陽離子為Fe³⁺．
⑤生產中常用鋁熱反應（鋁與鐵的氧化物反應生成氧化鋁和鐵）焊接鋼軌，則鋁與氧化鐵發生反應的化學方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，要得到1mol金屬鐵，需要鋁的質量27g．
（2）工業上，在電爐中用炭粉還原二氧化硅可制得硅和一氧化碳．若向電爐里加入適量炭粉和30g二氧化硅，通電后反應，生成的一氧化碳在標況下的體積為22.4L．

Answer 1

分析 （1）①鈉元素有氧化鈉、過氧化鈉，鋁元素只有氧化鋁，鐵元素有氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵等；氧化鈉、氧化亞鐵、氧化鐵屬于堿性氧化物；
②2.3g Na物質的量n（Na）=$\frac{2.3g}{23g/mol}$=0.1mol，與O₂完全反應生成3.6g產物，依據鈉元素守恒計算若生成氧化鈉質量為0.05mo×62g/mol=3.1g，若生成過氧化鈉質量=0.05mol×78g/mol=3.9g，則生成產物為氧化鈉和過氧化鈉，依據全部反應的鈉計算電子轉移；
③硫酸鋁與氨水反應生成硫酸鋁與氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁具有弱堿性，與鹽酸反應生成氯化鋁與水，可以治療胃酸過多；
④把金屬鐵加入到氯化鐵、氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液中，發生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，剩余固體中有銅無鐵，則與Cu反應的離子一定不存在，以此解答該題．
⑤鋁與氧化鐵發生反應生成Fe與氧化鋁，根據方程式計算生成1molFe需要Al的物質的量，再根據m=nM計算；
（2）根據n=$\frac{m}{M}$計算二氧化硅的物質的量，根據電子轉移守恒計算n（CO），再根據V=nVm計算CO的體積．

解答 解：（1）①鈉元素有氧化鈉、過氧化鈉，鋁元素只有氧化鋁，鐵元素有氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵等，Fe元素所形成氧化物種類最多；氧化鈉、氧化亞鐵、氧化鐵屬于堿性氧化物，故答案為：鐵；3；
②2.3g Na物質的量n（Na）=$\frac{2.3g}{23g/mol}$=0.1mol，與O₂完全反應生成3.6g產物，依據鈉元素守恒計算若生成氧化鈉質量為0.05mo×62g/mol=3.1g，若生成過氧化鈉質量=0.05mol×78g/mol=3.9g，則生成產物為氧化鈉和過氧化鈉，依據全部反應的鈉計算電子轉移數=0.1mol×N_A=0.1N_A，
故答案為：0.1N_A；
③硫酸鋁與氨水反應生成硫酸鋁與氫氧化鋁沉淀，反應離子方程式為Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
氫氧化鋁具有弱堿性，與鹽酸反應生成氯化鋁與水，反應離子方程式為Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，可以治療胃酸過多，
故答案為：Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
④把金屬鐵加入到氯化鐵、氯化亞鐵和氯化銅的混合溶液中，發生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，剩余固體中有銅無鐵，則與Cu反應的離子一定不存在，Fe³⁺完全反應，一定沒有，溶液中一定含有陽離子為Fe²⁺，可能含有Cu²⁺完全反應，
故答案為：Fe²⁺；Cu²⁺；Fe³⁺；
⑤鋁與氧化鐵發生反應生成Fe與氧化鋁，反應方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，根據方程式可知生成1molFe需要Al的物質的量為1mol，需要Al的質量=1mol×27g/mol=27g，
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；27；
（2）60g二氧化硅的物質的量=$\frac{30g}{60g/mol}$=0.5mol，根據電子轉移守恒可知n（CO）=$\frac{0.5mol×4}{2}$=1mol，故生成CO的體積=1mol×22.4L/mol=22.4L，
故答案為：22.4L．

點評 本題考查常見計算單質及化合物的性質與用途、常用化學用語、離子判斷、化學計算等，題目難度中等，注意基礎知識的積累掌握．