Question

Na、Fe、Cu、Al是常见的金属元素，请按要求回答下列问题：

(1)一定条件下，2.3 g的Na与O₂完全反应生成3.6 g产物时失去的电子数为________。

(2)向氯化铜溶液中加入一定量的铁粉和铝粉混合物，充分反应后，下列情况可能出现的是________(填字母)。

a．溶液中有Cu^2＋、Fe^2＋、Al^3＋，不溶物为Cu

b．溶液中有Fe^2＋、Al^3＋，不溶物为Cu、Fe

c．溶液中有Fe^3＋、Al^3＋，不溶物为Cu

d．溶液中有Fe^2＋，不溶物为Cu、Al

(3)将一定质量的铁、铝、铜合金，加入1 L一定物质的量浓度的硝酸中，合金完全溶解，测得溶液中(忽略溶液体积的变化)c(H^＋)＝0.5 mol·L^－1，c(Cu^2＋)＝0.3 mol·L^－1，c(Al^3＋)＝0.2 mol·L^－1，c(NO)＝2 mol·L^－1，则混合物中铁的质量最少为________。

(4)铁的某种氧化物的化学式表示为Fe_xO(x<1)，已知铁元素在该氧化物中的质量分数为75%，则x＝______(精确至0.01)。

(5)Na—Al/FeS是一种可充电电池，电池中用含Na^＋导电固体作为电解质，在工作过程中Na^＋的物质的量保持不变。

①若该正极的电极反应式表示为2Na^＋＋FeS＋2e^－===Na₂S＋Fe，则电池的负极反应式可表示为________________；充电时，阳极发生反应的物质是________。

②用该电池作电源，组成如图所示装置，若通电5 min时，铜电极质量增加1.08 g，则该电源电极X名称为________。图中装置A、B的pH变化为A__________、B________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer 1

答案　(1)6.02×10²²(或0.1N_A)　(2)ab

(3)5.6 g　(4)0.86

(5)①2Na－2e^－===2Na^＋　Na₂S、Fe

②负极　增大　不变

解析　(1)钠与氧气完全反应，不论生成Na₂O还是Na₂O₂，钠的化合价均变为＋1价，2.3 g钠为0.1 mol，转移电子为0.1 mol。

(2)c中Cu与Fe^3＋不能大量共存；d中Al与Fe^2＋不能大量共存。

(3)当合金中的铁生成Fe^3＋时，其质量最小，根据溶液的电中性可得：c(H^＋)＋2c(Cu^2＋)＋3c(Al^3＋)＋3c(Fe^3＋)＝c(NO)，代入数据解得c(Fe^3＋)＝0.1 mol，故合金中含有铁0.1 mol，其质量为5.6 g。

(4)根据题意：＝75%，解得x＝0.86。

(5)①钠为活泼金属，故负极反应应为钠失电子生成Na^＋。充电时阳极反应为放电时正极反应的逆反应，由放电时正极反应式可知充电时阳极反应物为Na₂S、Fe。②由铜电极质量增加1.08 g可知铜电极为阴极，则银电极为阳极，Y为正极，X为负极。A池为电解KCl溶液，pH增大，而B池为电镀池，其pH基本不变。