Question

鐵、鋁、銅及其化合物在生產、生活中有廣泛的用途，試回答下列問題：
（1）鋁的原子結構示意圖為___________；鐵、鋁、銅三種金屬的金屬活動性由弱到強的排列順序是__________。
（2）制造電路板的工藝中，FeCl₃溶液可以蝕刻銅箔，請寫出該反應的離子方程式：_________________。
（3）如圖裝置中，鐵作________極，銅電極的電極反應式為_________________________。

（4）已知銅與稀硫酸不反應，但銅片在稀硫酸中長時間加熱時溶液會呈藍色，請用化學方程式表示其原因：__________________________________________________________。
（5）氯化鋁廣泛用作有機合成和石油工業的催化劑。將鋁土礦粉(主要成分為A1₂O₃)與焦炭混合后加熱并通人氯氣，可得到氯化鋁，同時生成CO，寫出該反應的化學方程式：_____________________________ ，該反應的氧化劑是_________________。
（6）某校興趣小組為測定一種鐵鋁硅合金 (Fe_xAl_ySi_z) 粉末的組成，提出如下方案：準確稱取1.46 g該合金粉末，加入過量鹽酸溶液，充分反應后過濾，測定剩余固體質量0.07 g。向濾液中滴加足量NaOH濃溶液，充分攪拌、過濾、洗滌得固體。再將所得固體充分加熱、灼燒，得紅棕色粉末1.60g，通過計算確定此合金的組成為________________ (填化學式)。

Answer 1

（1）；銅<鐵<鋁（或Cu<Fe<Al）（2）2Fe^3＋＋Cu=2Fe^2＋＋Cu^2＋（3）負；Cu^2＋＋2e^－=Cu（4）2Cu＋O₂＋2H₂SO₄2CuSO₄＋2H₂O（5）Al₂O₃＋3Cl₂＋3C2AlCl₃＋3CO；Cl₂（6）Fe₈Al₄Si

解析試題分析：（1）鋁的原子序數13，最外層3個電子，結構示意圖；金屬活動性順序是：K、Ca、Na、Mg、Al、Mn、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au，利用此表的信息，結合活動性前大于后，則銅<鐵<鋁（或Cu<Fe<Al）（2）Cu與FeCl₃溶液反應生成氯化銅和氯化亞鐵，離子反應為Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺（3）該裝置能自發的進行氧化還原反應而構成原電池，鐵的金屬活性大于銅，即鐵易失電子而作負極，負極上失電子發生氧化反應，銅極得電子發生還原反應，銅電極反應式Cu^2＋＋2e^－=Cu（4）因溶液中有氧氣，加熱能與銅反應生成氧化銅：2Cu+O₂2CuO，氧化銅再與硫酸反應：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，兩式相加：2Cu+O₂+2H₂SO₄2CuSO₄+2H₂O（5）根據題意知，反應物是氧化鋁、碳和氯氣，反應條件是加熱，生成物是氯化鋁和一氧化碳，所以其反應方程式為Al₂O₃＋3Cl₂＋3C2AlCl₃＋3CO；氧化劑發生還原反應化合價降低，其中氯氣化合價由0降至-1價的氯離子，故Cl₂為氧化劑（6）由題意知，合金中主要成分為鐵、鋁、硅，鋁在過量鹽酸中生成鋁離子，鐵和鹽酸反應生成亞鐵離子，而硅不與鹽酸反應，即有硅0.07g，又在濾液中加入堿后生成1.6g紅棕色粉末為氧化鐵,即合金中有鐵1.12g,原質量為1.46g，則鋁0.27g，鐵：鋁：硅的物質的量比為8:4:1，故Fe_xAl_ySi_z為Fe₈Al₄Si
考點：原電池和電解池的工作原理；化學反應方程式的書寫；