Question

7．铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请回答下列问题：
（1）单质铁属于金属晶体．黄铁矿（FeS₂）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料，其中一个反应为3FeS₂+8O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6SO₂+Fe₃O₄，氧化产物为SO₂和Fe₃O₄，若有3molFeS₂参加反应，转移32mol电子．
（2）铝的价电子排布式为3s²3p¹，明矾用作净水剂，其原理为Al³⁺+3H₂O=Al（OH）_{3（胶体）}+3H⁺（用离子方程式表示）．
（3）金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应，但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液，Cu与氨水、双氧水反应的离子方程式Cu+4NH₃•H₂O+H₂O₂=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-；
（4）铁红是一种红色颜料，其成分是Fe₂O₃，将一定量的铁红溶于160mL5mol•L^-1盐酸中，再加入一定量铁粉恰好溶解，收集到2.24L氢气（标准状况），经检测溶液中无Fe³⁺，参加反应的铁粉的质量为11.2g．

Answer 1

分析 （1）金属单质属于金属晶体；化合价升高后的产物为氧化产物，反应3FeS₂+8O₂=Fe₃O₄+6SO₂中Fe元素化合价又+2→+3，化合价升高，S元素化合价由-1→+4，化合价升高，O元素化合价由0→-2，化合价降低；
（2）Al是13号元素，其价电子是最外层电子，根据构造原理书写其基态原子价电子排布式；明矾净水原理是电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体具有吸附性；
（3）金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应，但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液，说明反应生成[Cu（NH₃）₄]²⁺；
（4）铁先与Fe³⁺反应，然后再与氢离子反应，结合反应的离子方程式计算．

解答 解：（1）单质铁属于金属单质，为金属晶体，反应3FeS₂+8O₂=Fe₃O₄+6SO₂，前后各元素化合价的变化情况如下：Fe：+2→+3，化合价升高；S：-1→+4，化合价升高；O：0→-2，化合价降低；因此，在反应中FeS₂还原剂，O₂是氧化剂，Fe₃O₄既是氧化产物也是还原产物，SO₂既是氧化产物也是还原产物；在上述反应中共转移32个电子，有3molFeS₂参加反应，转移电子的物质的量为32mol，
故答案为：金属；SO₂和Fe₃O₄； 32；    
（2）Al是13号元素，根据构造原理知其基态原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p¹，其价电子是最外层电子，所以价电子排布式为3s²3p¹，明矾在溶液中完全电离出钾离子、铝离子和硫酸根离子，电离方程式为：KAl（SO₄）₂=K⁺+Al³⁺+2SO₄^2-，明矾净水原理是硫酸铝钾溶液中含有铝离子，铝离子水解Al³⁺+3H₂O=Al（OH）_{3（胶体）}+3H⁺，
故答案为：3s²3p¹；Al³⁺+3H₂O=Al（OH）_{3（胶体）}+3H⁺；
（3）金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应，但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液，说明反应生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，反应离子方程式为：Cu+4NH₃•H₂O+H₂O₂=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-，
故答案为：Cu+4NH₃•H₂O+H₂O₂=[Cu（NH₃）₄]²⁺+4H₂O+2OH^-；
（4）氢气的物质的量为 0.1mol，
由关系式Fe～～～～2HCl～～～H₂，得到
          0.1mol         0.2mol     0.1mol
根据氯原子守恒，所以氯化铁的物质的量为$\frac{1}{3}$×（0.16L×5mol/L-0.2mol）=0.2mol，
Fe～～～2FeCl₃
0.1mol    0.2mol
所以参加反应的铁粉的质量为（0.1mol+0.1mol）×56g/mol=11.2g，
故答案为：11.2g．

点评 本题综合考查元素化合物知识，为高频考点，侧重学生的分析、计算能力的考查，注意把握铁、铝、铜等金属及其化合物的性质，题目难度中等．