Question

4．金属材料在日常生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
（1）人类最早使用的合金是青铜，目前使用量最大的金属是铁．
（2）向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠，有红褐色沉淀生成，如果加入的Na₂O₂与生成的O₂的物质的量之比为3：1，请写出发生的离子反应方程式3Na₂O₂+2Fe³⁺+4H₂O=2Fe（OH）₃+O₂+6Na⁺+2OH^-．
（3）电子工业需要用30%的FeCl₃溶液腐蚀绝缘板上的铜制造印刷电路板．请写出FeCl₃溶液与铜反应的离子方程式：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺，向腐蚀后的废液中加入一定量的铁粉充分反应后，无固体剩余，则反应后的溶液中一定含有的离子是Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-，可能含有的离子是Fe³⁺．
（4）有一种铁的氧化物样品，用5mol/L盐酸140mL，恰好完全溶解，所得溶液还能吸收标况下0.56L氯气，恰好使其中Fe²⁺全部转化成Fe³⁺，该氧化物的化学式是Fe₅O₇．

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；
（2）Na₂O₂与生成的O₂的物质的量之比为3：1，由电子守恒可知，只有1molNa₂O₂作氧化剂转移2mol电子；
（3）FeCl₃ 溶液与铜反应生成氯化铜、氯化亚铁；腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁以及氯化铁，铁可以置换金属铜，可以和三价铁反应；
（4）n（HCl）=0.14L×5mol/L=0.7mol，n（Cl₂）=$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H₂O，反应后溶液成分为FeCl₃，结合质量守恒计算．

解答 解：（1）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青铜，目前使用量最大的合金是铁合金，则目前使用量最大的金属是铁，
故答案为：青铜；铁；
（2）Na₂O₂与生成的O₂的物质的量之比为3：1，由电子守恒可知，只有1molNa₂O₂作氧化剂时转移2mol电子，离子反应为3Na₂O₂+2Fe³⁺+4H₂O=2Fe（OH）₃+O₂+6Na⁺+2OH^-，
故答案为：3Na₂O₂+2Fe³⁺+4H₂O=2Fe（OH）₃+O₂+6Na⁺+2OH^-；
（3）FeC1₃溶液与铜反应生成氯化亚铁、氯化铜，离子方程式为2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁以及氯化铁，加入一定量的铁可以和氯化铁反应生成氯化亚铁，可能与氯化铜反应生成金属铜和氯化亚铁，即Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，则溶液中一定含Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-，可能含Fe³⁺；
故答案为：2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；Fe²⁺、Cu²⁺、Cl^-；Fe³⁺；
（4）n（HCl）=0.14L×5mol/L=0.7mol，n（Cl₂）=$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H₂O，则氧化物中n（O）=$\frac{1}{2}$×n（HCl）=$\frac{1}{2}$×0.7mol=0.35mol，
反应后溶液成分为FeCl₃，
n（Cl^-）=0.7mol+0.025mol×2=0.75mol，
则n（Fe）=0.75mol×$\frac{1}{3}$=0.25mol，
所以：n（Fe）：n（O）=0.25mol：0.35mol=5：7，
该氧化物的化学式为Fe₅O₇，
故答案为：Fe₅O₇．

点评 本题考查金属及化合物的性质，把握物质的性质、发生的氧化还原反应、离子反应的书写、氧化还原反应计算等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，综合性较强，题目难度中等．