Question

12．Na、Fe、Cu、Al是常见的金属元素，回答下列问题：
（1）一定条件下，4.6g的Na与O₂完全反应生成7.2g产物时失去的电子数为0.2N_A．
（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cd（填字母）．
a．溶液中有Fe³⁺、Al³⁺，不溶物为Cu
b．溶液中有Fe²⁺，不溶物为Cu、Al
c．溶液中有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，不溶物为Cu
d．溶液中有Fe²⁺、Al³⁺，不溶物为Cu、Fe
（3）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=0.86（精确至0.01）．
（4）将一定质量的铁、铝、铜合金，加入1L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⁺）=0.5mol•L^-1，c（Cu²⁺）=0.3mol•L^-1，
c（Al³⁺）=0.2mol•L^-1，c（NO${\;}_{3}^{-}$）=2mol•L^-1，则混合物中铁的质量为5.6 g．

Answer 1

分析 （1）依据钠完全反应计算反应电子转移；
（2）铝和铁都能把位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，但铝的活泼性强于铁，铝先与盐溶液反应，然后铁与与盐溶液反应；
（3）计算氧元素质量分数，根据化学式中元素质量之比列方程计算；
（4）根据溶液中含有硝酸，所以铁元素以Fe³⁺的形式存在，根据电荷守恒c（H⁺）+2c（Cu²⁺）+3c（Al³⁺）+3c（Fe³⁺）=c（NO₃^-），据此计算c（Fe³⁺），进而计算n（Fe³⁺），再根据Fe元素守恒计算原混合物中Fe的质量．

解答 解：（1）一定条件下4.6g Na完全与O₂反应生成7.2g产物，依据钠失电子计算得到，失去的电子数为0.2N_A，故答案为：0.2N_A；
（2）a．铝粉氯化铜溶液反应生成氯化亚铁和铜，不可能生成Fe³⁺，故a错误；
b．铝先与氯化铜溶液反应，然后铁与氯化铜溶液反应，只要铝剩余，铁与氯化铜溶液就不反应，溶液中就不可能含有Fe²⁺，故b错误；
c．铝粉、铁粉都全部与溶液反应，且溶液过量，溶液中有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，不溶物为Cu，故c正确；
d．铝粉部分与溶液反应、铁粉与溶液未反应，溶液中有Fe²⁺、Al³⁺，不溶物为Cu、Fe，故d正确；
故选：cd；
（3）铁的某种氧化物的化学式表示为Fe_x0（x＜1），铁元素在该氧化物中的质量分数为75%，则氧元素质量分数为25%，故56x：16=75%：25%，解得x=0.86，
故答案为：0.86；
（4）溶液中含有硝酸，所以铁元素以Fe³⁺的形式存在，溶液中的电荷守恒：c（H⁺）+2c（Cu²⁺）+3c（Al³⁺）+3c（Fe³⁺）=c（NO₃^-），即 0.5mol/L+0.3mol/L×2+0.2mol/L×3+3c（Fe³⁺）=2mol/L，解得：c（Fe³⁺）=0.1mol/L，n（Fe³⁺）=0.1mol/L×1L=0.1mol，故m（Fe）=0.1mol×56g/mol=5.6克，
故答案为：5.6．

点评 本题考查的知识点较多，涉及元素化合物性质、混合物计算等知识点，侧重于学生的分析能力的考查，题目难度中等．注意溶液中的电荷守恒的应用．