Question

12．Na、Fe、Cu、Al是常見的金屬元素，回答下列問題：
（1）一定條件下，4.6g的Na與O₂完全反應生成7.2g產物時失去的電子數為0.2N_A．
（2）向氯化銅溶液中加入一定量的鐵粉和鋁粉混合物，充分反應后，下列情況可能出現的是cd（填字母）．
a．溶液中有Fe³⁺、Al³⁺，不溶物為Cu
b．溶液中有Fe²⁺，不溶物為Cu、Al
c．溶液中有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，不溶物為Cu
d．溶液中有Fe²⁺、Al³⁺，不溶物為Cu、Fe
（3）鐵的某種氧化物的化學式表示為Fe_xO（x＜1），已知鐵元素在該氧化物中的質量分數為75%，則x=0.86（精確至0.01）．
（4）將一定質量的鐵、鋁、銅合金，加入1L一定物質的量濃度的硝酸中，合金完全溶解，測得溶液中（忽略溶液體積的變化）c（H⁺）=0.5mol•L^-1，c（Cu²⁺）=0.3mol•L^-1，
c（Al³⁺）=0.2mol•L^-1，c（NO${\;}_{3}^{-}$）=2mol•L^-1，則混合物中鐵的質量為5.6 g．

Answer 1

分析 （1）依據鈉完全反應計算反應電子轉移；
（2）鋁和鐵都能把位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來，但鋁的活潑性強于鐵，鋁先與鹽溶液反應，然后鐵與與鹽溶液反應；
（3）計算氧元素質量分數，根據化學式中元素質量之比列方程計算；
（4）根據溶液中含有硝酸，所以鐵元素以Fe³⁺的形式存在，根據電荷守恒c（H⁺）+2c（Cu²⁺）+3c（Al³⁺）+3c（Fe³⁺）=c（NO₃^-），據此計算c（Fe³⁺），進而計算n（Fe³⁺），再根據Fe元素守恒計算原混合物中Fe的質量．

解答 解：（1）一定條件下4.6g Na完全與O₂反應生成7.2g產物，依據鈉失電子計算得到，失去的電子數為0.2N_A，故答案為：0.2N_A；
（2）a．鋁粉氯化銅溶液反應生成氯化亞鐵和銅，不可能生成Fe³⁺，故a錯誤；
b．鋁先與氯化銅溶液反應，然后鐵與氯化銅溶液反應，只要鋁剩余，鐵與氯化銅溶液就不反應，溶液中就不可能含有Fe²⁺，故b錯誤；
c．鋁粉、鐵粉都全部與溶液反應，且溶液過量，溶液中有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，不溶物為Cu，故c正確；
d．鋁粉部分與溶液反應、鐵粉與溶液未反應，溶液中有Fe²⁺、Al³⁺，不溶物為Cu、Fe，故d正確；
故選：cd；
（3）鐵的某種氧化物的化學式表示為Fe_x0（x＜1），鐵元素在該氧化物中的質量分數為75%，則氧元素質量分數為25%，故56x：16=75%：25%，解得x=0.86，
故答案為：0.86；
（4）溶液中含有硝酸，所以鐵元素以Fe³⁺的形式存在，溶液中的電荷守恒：c（H⁺）+2c（Cu²⁺）+3c（Al³⁺）+3c（Fe³⁺）=c（NO₃^-），即 0.5mol/L+0.3mol/L×2+0.2mol/L×3+3c（Fe³⁺）=2mol/L，解得：c（Fe³⁺）=0.1mol/L，n（Fe³⁺）=0.1mol/L×1L=0.1mol，故m（Fe）=0.1mol×56g/mol=5.6克，
故答案為：5.6．

點評 本題考查的知識點較多，涉及元素化合物性質、混合物計算等知識點，側重于學生的分析能力的考查，題目難度中等．注意溶液中的電荷守恒的應用．