Question

6．金属及其化合物在生产生活中占有极其重要的地位，请结合金属及其化合物的相关知识回答下列问题．
（1）含碳量在0.03%～2%之间某合金，是目前使用量最大的合金，这种合金是D．
A．铝合金 B．青铜  C．镁合金   D．钢
（2）FeCl₃溶液用于腐蚀铜箔印刷线路板，反应的离子方程式为2Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）某溶液中有Mg²⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺等离子，向其中加入过量的Na₂O₂后，过滤，将滤渣投入足量的盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是BC（填字母）
A．Mg²⁺      B．Fe²⁺       C．Al³⁺        D．Cu²⁺
（4）4Fe（NO₃）₂的高纯度结晶体是一种紫色潮解性固体，适合于制磁性氧化铁纳米粉末，工业上用废铁屑（含Fe和Fe₂O₃及其它不反应的物质）制取Fe（NO₃）₂晶体的方法如图：
①第1步反应若温度过高，将导致硝酸分解，浓硝酸受热分解的化学方程式为4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+O₂↑+H₂O．
②磁性氧化铁的化学式为Fe₃O₄，试写出Fe₂O₃与硝酸反应的离子方程式Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O．
③操作1的名称为过滤，操作2的步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤．

Answer 1

分析 （1）合金是指由一种金属与其它金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质，金属大规模被使用的先后顺序跟金属的活动性关系最大，金属活动性较弱时，比较难形成化合物，常以单质形式存在，比较容易被利用；目前使用量最大的合金是铁合金，钢含碳量少；
（2）铁离子具有强氧化性，可氧化铜，生成亚铁离子和铜离子；
（3）加入过量的Na₂O₂后，过氧化钠氧化亚铁离子，Al³⁺转化为偏铝酸根，Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺转化为氢氧化物沉淀，灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁，用过量的稀盐酸中，所得溶液中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺；
（4）①浓硝酸具有强挥发性，且不稳定，在加热条件下能分解生成二氧化氮、氧气和水，根据反应物、生成物和反应条件写出相应的反应方程式；
②磁性氧化铁为四氧化三铁；氧化铁与硝酸反应生成硝酸铁和水；
③通过操作1除去与浓硝酸不反应的物质，从溶液中制取九水合硝酸铁，需蒸发浓缩、冷却结晶，防止结晶水合物分解．

解答 解：（1）金属大规模被使用的先后顺序跟金属的活动性关系最大，金属活动性较弱时，比较难形成化合物，常以单质形式存在，比较容易被利用，铜的活泼性较弱，比较容易冶炼，所以人类最早使用的合金材料是铜合金，目前使用量最大的合金是铁合金；生铁和钢都是铁的合金，生铁中碳的含量在2.0%--4.3%之间，钢中的含碳量在0.03%--2.0%之间，所以D符合，
故答案为：D；
（2）铁离子具有强氧化性，可氧化铜，反应的离子方程式为2Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案为：2Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）过氧化钠具有强氧化性，能氧化亚铁离子，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠，加入过量的Na₂O₂后，Al³⁺转化为偏铝酸根，Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺转化为氢氧化物沉淀，灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁，用过量的稀盐酸中，所得溶液中含有Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是Al³⁺、Fe²⁺，
故答案为：BC；
（4）①浓硝酸具有强挥发性，且不稳定，在加热条件下能分解生成二氧化氮、氧气和水，反应方程式为：4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+O₂↑+H₂O，
故答案为：4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+O₂↑+H₂O；
②磁性氧化铁的化学式为Fe₃O₄，氧化铁与硝酸反应生成硝酸铁和水，离子方程式为：Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，
故答案为：Fe₃O₄；Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O；
③用废铁屑（含Fe和Fe₂O₃及其它不反应的物质）与浓硝酸反应，通过操作1除去与浓硝酸不反应的物质，从溶液中制取九水合硝酸铁，需蒸发浓缩、冷却结晶，防止结晶水合物分解，
故答案为：过滤；蒸发浓缩、冷却结晶．

点评 本题考查元素化合物性质、物质的制备等，为高频考点，侧重分析与应用能力的考查，注意把握铁铜氮及其化合物的性质、混合物分离方法等，题目难度中等．