Question

金属元素及其化合物在科学研究和生产生活中有着广泛的用途．
（1）氢气还原氧化铜时，产生的红色物质，冷却后加入稀硫酸发现溶液呈淡蓝色，写出该现象发生的离子方程式

 

．
（2）铝的某种超原子结构（Al₁₃）具有40个价电子时最稳定．请预测稳定的Al₁₃所带的电荷数为

 

．取铝合金（含铝90%）1.5g与80mL 3mol?L^-1盐酸充分反应（合金中其它成分不参加反应）．滤去不溶物，将滤液稀释到100mL，取出稀释液5mL，加入0.6mol?L^-1的氨水使Al³⁺恰好完全沉淀．上述铝合金和盐酸反应的过程中生成氢气

 

L（标准状况）．使Al³⁺恰好完全沉淀时，消耗氨水

 

mL．

Answer 1

考点：铝的化学性质,铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：元素及其化合物

分析：（1）由信息可知，红色物质为Cu₂O，在酸溶液中发生氧化还原反应生成Cu、Cu²⁺；
（2）Al的价电子数为3，3×13=39不稳定，需要得到1个电子为40个价电子的最稳定结构；合金中Al的物质的量=

1.5g×90%

27g/mol

=0.05mol，n（HCl）=0.08×3mol/L=0.24mol，由2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，可知0.05molAl完全反应消耗0.15mol HCl，小于0.24mol，故HCl有剩余，根据Al计算生成氢气体积；
反应后的溶液中加入氨水，使Al³⁺恰好完全沉淀，反应后的溶液中溶质为NH₄Cl，根据氯离子守恒可知n（NH₄Cl）=n（HCl），再根据N原子守恒计算n（NH₃），进而计算消耗氨水的体积．

解答： 解：（1）由信息可知，红色物质为Cu₂O，在酸溶液中发生氧化还原反应生成Cu、Cu²⁺，发生的离子反应为Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O，
故答案为：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O；
（2）Al的价电子数为3，3×13=39不稳定，需要得到1个电子为40个价电子的最稳定结构，即Al₁₃^-为稳定结构，带电荷数为1；
合金中Al的物质的量=

1.5g×90%

27g/mol

=0.05mol，n（HCl）=0.08×3mol/L=0.24mol，
则 2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，
0.05mol 0.15mol
Al完全反应消耗0.15molHCl，小于0.24mol，故HCl有剩余，由方程式可知，生成氢气物质的量=0.05mol×

3

2

=0.075mol，故生成氢气的体积=0.075mol×22.4L/mol=1.68L，
滤液稀释到100mL，取出稀释液5mL，加入0.6mol?L^-1的氨水使Al³⁺恰好完全沉淀，反应后的溶液中溶质为NH₄Cl，根据氯离子守恒可知n（NH₄Cl）=n′（HCl）=0.24mol×

5mL

100mL

=0.012mol，再根据N原子守恒可知n（NH₃）=0.012mol，故需要氨水的体积=

0.012mol

0.6mol/L

=0.02L=20mL，
故答案为：1；1.68；20．

点评：本题考查物质的性质及有关计算，为高频考点，把握习题中的信息及发生的反应、反应中物质的量的关系为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度中等．