Question

4．材料在人类生活、生产中发挥着重要的作用．
（1）钠、铝、铁、铜是常见的金属．
①在钠、铝、铁三种金属元素中，所形成氧化物种类最多的是铁；三种元素形成的氧化物中属于碱性氧化物的有3种．
②一定条件下，2.3g Na与O₂完全反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1N_A．
③向盛有硫酸铝溶液的试管中滴加氨水，反应的离子方程式为Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
得到的胶状沉淀物在医疗上治疗胃酸过多，利用的原理用离子方程式表示为Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O．
④向盛有氯化铁、氯化亚铁、氯化铜混合溶液的烧杯中加入铁粉和铜粉，反应结束后，剩余固体中有铜无铁，则溶液中一定存在的阳离子为Fe²⁺，可能存在的阳离子为Cu²⁺，一定不存在的阳离子为Fe³⁺．
⑤生产中常用铝热反应（铝与铁的氧化物反应生成氧化铝和铁）焊接钢轨，则铝与氧化铁发生反应的化学方程式为2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，要得到1mol金属铁，需要铝的质量27g．
（2）工业上，在电炉中用炭粉还原二氧化硅可制得硅和一氧化碳．若向电炉里加入适量炭粉和30g二氧化硅，通电后反应，生成的一氧化碳在标况下的体积为22.4L．

Answer 1

分析 （1）①钠元素有氧化钠、过氧化钠，铝元素只有氧化铝，铁元素有氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁等；氧化钠、氧化亚铁、氧化铁属于碱性氧化物；
②2.3g Na物质的量n（Na）=$\frac{2.3g}{23g/mol}$=0.1mol，与O₂完全反应生成3.6g产物，依据钠元素守恒计算若生成氧化钠质量为0.05mo×62g/mol=3.1g，若生成过氧化钠质量=0.05mol×78g/mol=3.9g，则生成产物为氧化钠和过氧化钠，依据全部反应的钠计算电子转移；
③硫酸铝与氨水反应生成硫酸铝与氢氧化铝沉淀，氢氧化铝具有弱碱性，与盐酸反应生成氯化铝与水，可以治疗胃酸过多；
④把金属铁加入到氯化铁、氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中，发生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，剩余固体中有铜无铁，则与Cu反应的离子一定不存在，以此解答该题．
⑤铝与氧化铁发生反应生成Fe与氧化铝，根据方程式计算生成1molFe需要Al的物质的量，再根据m=nM计算；
（2）根据n=$\frac{m}{M}$计算二氧化硅的物质的量，根据电子转移守恒计算n（CO），再根据V=nVm计算CO的体积．

解答 解：（1）①钠元素有氧化钠、过氧化钠，铝元素只有氧化铝，铁元素有氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁等，Fe元素所形成氧化物种类最多；氧化钠、氧化亚铁、氧化铁属于碱性氧化物，故答案为：铁；3；
②2.3g Na物质的量n（Na）=$\frac{2.3g}{23g/mol}$=0.1mol，与O₂完全反应生成3.6g产物，依据钠元素守恒计算若生成氧化钠质量为0.05mo×62g/mol=3.1g，若生成过氧化钠质量=0.05mol×78g/mol=3.9g，则生成产物为氧化钠和过氧化钠，依据全部反应的钠计算电子转移数=0.1mol×N_A=0.1N_A，
故答案为：0.1N_A；
③硫酸铝与氨水反应生成硫酸铝与氢氧化铝沉淀，反应离子方程式为Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
氢氧化铝具有弱碱性，与盐酸反应生成氯化铝与水，反应离子方程式为Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，可以治疗胃酸过多，
故答案为：Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
④把金属铁加入到氯化铁、氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中，发生2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，剩余固体中有铜无铁，则与Cu反应的离子一定不存在，Fe³⁺完全反应，一定没有，溶液中一定含有阳离子为Fe²⁺，可能含有Cu²⁺完全反应，
故答案为：Fe²⁺；Cu²⁺；Fe³⁺；
⑤铝与氧化铁发生反应生成Fe与氧化铝，反应方程式为2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，根据方程式可知生成1molFe需要Al的物质的量为1mol，需要Al的质量=1mol×27g/mol=27g，
故答案为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；27；
（2）60g二氧化硅的物质的量=$\frac{30g}{60g/mol}$=0.5mol，根据电子转移守恒可知n（CO）=$\frac{0.5mol×4}{2}$=1mol，故生成CO的体积=1mol×22.4L/mol=22.4L，
故答案为：22.4L．

点评 本题考查常见计算单质及化合物的性质与用途、常用化学用语、离子判断、化学计算等，题目难度中等，注意基础知识的积累掌握．