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，等質量的鋁分別與V₂O₅、MnO₂、Cr₂O₃反應，生成金屬的物質的量最多的是Cr₂O₃（填化學式）．
（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，溶液變藍色，有紅色固體生成，紅色固體是Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O．
（3）科學家建議利用鐵粉、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^-．若將該反應設計成原電池，則負極的電極反應式為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制備硫酸銅，反應一段時間后，硫酸未反應完，但反應停止．為了使反應繼續(xù)進行，從產品純度、環(huán)保角度考慮，宜加入（或通入）試劑是ABD（填代號）（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生成乙二醛（OHC-CHO），還原產物可能是Cu．（填化學式）

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，金屬的化合價越低，產生的金屬單質物質的量越多；
（2）氧化鐵溶于氫碘酸，滴加淀粉溶液，溶液變藍色，說明碘離子化合價升高，有碘單質產生，氧化鐵中+3價鐵的化合價降到+2價；氧化亞銅溶于稀硫酸，溶液變藍色，說明產生二價銅離子，有紅色固體生成，說明產生單質銅；
（3）①鋁作負極，失電子在堿性條件下產生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不活潑的金屬可以提高耐腐蝕性；
（5）廢銅屑與濃硫酸反應制備硫酸銅，濃硫酸變稀后反應停止，為了使反應繼續(xù)進行，可加氧化劑將銅氧化成+2價，實現(xiàn)硫酸銅的制備，反應過程中不能產生有毒氣體；
（6）氧化銅與乙醇反應生成銅和乙醛，氧化銅中銅元素的化合價降低，單質銅是還原產物，則類推乙二醇與氧化銅反應的還原產物．

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，金屬的化合價越低，產生的金屬單質物質的量越多，
V₂O₅→V，化合價變從+5變?yōu)?；MnO₂→Mn，化合價由+4變?yōu)?；Cr₂O₃→Cr，化合價由+3變?yōu)?，則生成金屬物質的量最多的是Cr₂O₃，
故答案為：Cr₂O₃；
（2）氧化鐵溶于氫碘酸，滴加淀粉溶液，溶液變藍色，說明碘離子化合價升高，有碘單質產生，氧化鐵中+3價鐵的化合價降到+2價，離子方程式為：Fe₂O₃+2I^-+6H⁺═2Fe²⁺+3H₂O+I₂；氧化亞銅溶于稀硫酸，溶液變藍色，說明產生二價銅離子，有紅色固體生成，說明產生單質銅，氧化亞銅在稀硫酸中發(fā)歧化反應的方程式為：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+2I^-+6H⁺═2Fe²⁺+3H₂O+I₂；Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O；
（3）①鋁作負極，失電子在堿性條件下產生AlO₂^-，電極反應式為：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，氮的化合價降低8價，鐵本身被氧化成Fe₃O₄，鐵的化合價升高$\frac{8}{3}$價，則Fe與NO₃^-計量數(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制備硫酸銅，濃硫酸變稀后反應停止，為了使反應繼續(xù)進行，可加氧化劑將銅氧化成+2價，
A．Fe₂O₃ 與稀硫酸反應：產生三價鐵離子，三價鐵離子與銅反應產生二價銅離子，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)生反應生成銅離子，同時硝酸根被還原成一氧化氮氣體，污染環(huán)境，故C錯誤；
D．通入空氣并加熱，銅與氧氣反應生成氧化銅，氧化銅與稀硫酸反應生成銅離子，故D正確；
故答案為：ABD；
（6）氧化銅與乙醇反應生成銅和乙醛，氧化銅中銅元素的化合價降低，單質銅是還原產物，則乙二醇與氧化銅反應的還原產物為銅，氧化產物是乙二醛，
故答案為：Cu．

點評 本題考查常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用，涉及鋁熱反應、氧化還原反應的計算及離子方程式的書寫等，注意氧化還原反應中得失電子守恒、離子守恒、原子守恒的應用，難度中等．