Question

铁、铝、铜及其化合物在生产、生活中有广泛的用途，试回答下列问题：
（1）铝的原子结构示意图为___________；铁、铝、铜三种金属的金属活动性由弱到强的排列顺序是__________。
（2）制造电路板的工艺中，FeCl₃溶液可以蚀刻铜箔，请写出该反应的离子方程式：_________________。
（3）如图装置中，铁作________极，铜电极的电极反应式为_________________________。

（4）已知铜与稀硫酸不反应，但铜片在稀硫酸中长时间加热时溶液会呈蓝色，请用化学方程式表示其原因：__________________________________________________________。
（5）氯化铝广泛用作有机合成和石油工业的催化剂。将铝土矿粉(主要成分为A1₂O₃)与焦炭混合后加热并通人氯气，可得到氯化铝，同时生成CO，写出该反应的化学方程式：_____________________________ ，该反应的氧化剂是_________________。
（6）某校兴趣小组为测定一种铁铝硅合金 (Fe_xAl_ySi_z) 粉末的组成，提出如下方案：准确称取1.46 g该合金粉末，加入过量盐酸溶液，充分反应后过滤，测定剩余固体质量0.07 g。向滤液中滴加足量NaOH浓溶液，充分搅拌、过滤、洗涤得固体。再将所得固体充分加热、灼烧，得红棕色粉末1.60g，通过计算确定此合金的组成为________________ (填化学式)。

Answer 1

（1）；铜<铁<铝（或Cu<Fe<Al）（2）2Fe^3＋＋Cu=2Fe^2＋＋Cu^2＋（3）负；Cu^2＋＋2e^－=Cu（4）2Cu＋O₂＋2H₂SO₄2CuSO₄＋2H₂O（5）Al₂O₃＋3Cl₂＋3C2AlCl₃＋3CO；Cl₂（6）Fe₈Al₄Si

试题分析：（1）铝的原子序数13，最外层3个电子，结构示意图；金属活动性顺序是：K、Ca、Na、Mg、Al、Mn、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au，利用此表的信息，结合活动性前大于后，则铜<铁<铝（或Cu<Fe<Al）（2）Cu与FeCl₃溶液反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子反应为Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺（3）该装置能自发的进行氧化还原反应而构成原电池，铁的金属活性大于铜，即铁易失电子而作负极，负极上失电子发生氧化反应，铜极得电子发生还原反应，铜电极反应式Cu^2＋＋2e^－=Cu（4）因溶液中有氧气，加热能与铜反应生成氧化铜：2Cu+O₂2CuO，氧化铜再与硫酸反应：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，两式相加：2Cu+O₂+2H₂SO₄2CuSO₄+2H₂O（5）根据题意知，反应物是氧化铝、碳和氯气，反应条件是加热，生成物是氯化铝和一氧化碳，所以其反应方程式为Al₂O₃＋3Cl₂＋3C2AlCl₃＋3CO；氧化剂发生还原反应化合价降低，其中氯气化合价由0降至-1价的氯离子，故Cl₂为氧化剂（6）由题意知，合金中主要成分为铁、铝、硅，铝在过量盐酸中生成铝离子，铁和盐酸反应生成亚铁离子，而硅不与盐酸反应，即有硅0.07g，又在滤液中加入碱后生成1.6g红棕色粉末为氧化铁,即合金中有铁1.12g,原质量为1.46g，则铝0.27g，铁：铝：硅的物质的量比为8:4:1，故Fe_xAl_ySi_z为Fe₈Al₄Si