Question

M、R都是生活中常見的金屬單質，其中R是用量最多的金屬．甲、乙是化合物，其中甲是黑色晶體，可由R在X中燃燒得到．

（1）M與甲在高溫下反應的化學方程式是    ．
（2）電解法制R低價氫氧化物的裝置如圖．a是4mol?L^-1NaCl、1mol?L^-1NaOH的混合溶液．
①配制a時需要除去蒸餾水中溶解的O₂，常采用    的方法．
②石墨電極應與電源的    （填“正”或“負”）極相連接，通電后，R電極附近的現象是    ，R極的電極反應式是    ．
③停止實驗一段時間后，在R極上部有紅褐色物質產生，反應的化學方程式是    ．
（3）把R的某氧化物粉末與M粉末混合后分成兩等份．一份在高溫下恰好完全反應后，再與足量鹽酸反應；另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應．前后兩種情況下生成的氣體質量比是a：b，則R的氧化物的化學式是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據鋁熱反應的原理來書寫方程式；
（2）①加熱煮沸溶液能將溶液中的氣體物質除去；
②金屬鐵做陽極是，電極本身失去電子變為亞鐵離子，和氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵沉淀；
③氫氧化亞鐵沉淀很容易被空氣氧化為氫氧化鐵；
（3）金屬鋁和鹽酸以及氫氧化鈉均能反應，并且均放氫氣．
解答：解：（1）根據題意和圖示內容，R是用量最多的金屬，可知R是金屬鐵，甲是黑色晶體，可推知甲是四氧化三鐵，能將鐵的氧化物中的鐵置換出來的反應原理是鋁熱反應原理，
故答案為：8Al+3Fe₃O₄ 4Al₂O₃+9Fe；
（2）①氫氧化亞鐵的制取，必須避開空氣中的氧氣，加熱煮沸溶液能將溶液中的氣體物質除去，故答案為：煮沸；
②電解法制取氫氧化亞鐵時，金屬鐵必須作陽極，在該電極上，金屬鐵失電子，所以石墨做陰極，石墨電極應與電源的負極相連，在陽極附近生成的亞鐵離子會和氫氧根反應生成氫氧化亞鐵白色沉淀，故答案為：負；生成白色沉淀；Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂↓；
③氫氧化亞鐵沉淀很容易被空氣氧化為氫氧化鐵，反應的化學方程式是：4Fe（OH）₂ +O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，故答案為：4Fe（OH）₂ +O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（3）生成的氫氣質量比是a：b，也就是物質的量之比為a：b，第一份在高溫下恰好完全反應后，再與足量鹽酸反應，則Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，設產生的氫氣物質的量為a，則消耗金屬鐵的物質的量為a，另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應，即2Al+6H₂O+2NaOH=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑，產生的氫氣物質的量為b，則消耗金屬鋁的量為，在鐵的氧化物和金屬鋁的反應中，設反應為：Fe_xO_y+Al→Al₂O₃+Fe，根據原子守恒，金屬鐵的物質的量為a，則x=a，金屬鋁的物質的量為時，則氧化鋁中的氧原子物質的量為b，即y=b，
故答案為：Fe_aO_b．
點評：本道題目比較復雜，考查的內容比較多，難度也很大，考查學生分析和解決問題的各種能力．