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,2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为______。(2)
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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,2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g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______(填编号)。 a.溶液中有Cu2+、Fe2+、Al3+,不溶物为Cu b.溶液中有Fe2+、Al3+,不溶物为Cu、Fe c.溶液中有Fe3+、Al3+,不溶物为Cu d.溶液中有Fe2+,不溶物为Cu、Al (3)将一定质量的铁、铝、铜合金,加入lL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、c(Cu2+)=0.3mol/L、c(Al3+)=0.2mol/L、c(NO3-)=2mol/L,则混合物中铁的质量为______。 (4)铁的某种氧化物的化学式表示为FexO(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-AI/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5min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、C的pH变化为:A ______、C ______(填“增大”“减小”或“不变”)。 |
答案
(14分)(1) 6.02×1022 或0.1NA(1分)(2) a b(1分)(3)5.6g(2分) (4)0.86 (2分) (5)①2 Na-2e-=2Na +(1分) Na 2S、Fe(1分) ②负极(2分) 增大(2分) 不变(2分) |
解析
试题分析:(1)钠在反应中只能失去1个电子,所以2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子的物质的量是2.3g÷23g/mol=0.1mol,电子个数是6.02×1022 或0.1NA。 (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,铝先与氯化铜溶液反应。a.铝粉、铁粉如果都全部与氯化铜溶液反应,且氯化铜过量,溶液中有Cu2+、Fe2+、Al3+,不溶物为Cu,故a正确;b.铝粉全部与氯化铜溶液反应、铁粉部分与氯化铜溶液未反应,溶液中有Fe2+、Al3+,不溶物为Cu、Fe,故b正确;c.铁粉与氯化铜溶液反应生成氯化亚铁和铜,不可能生成Fe3+,故c错误;d.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d错误,答案选ab。 (3)溶液中含有硝酸,所以铁以Fe3+的形式存在。根据电荷守恒可知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。根据铁原子守恒可知,铁的物质的量等于铁离子的物质的量,即等于0.1mol/L×1L=0.1mol,质量为0.1mol×56g/mol=5.6克。 (4)铁元素在该氧化物中的质量分数为75%,则=0.75,解得x=0.86。 (5)①原电池中负极失去电子,发生氧化反应。Na和Al都属于金属,但Na较Al活泼,所以根据正极反应式和原电池的电极材料Na-Al/FeS可知负极材料为Na,电极发生反应为2Na-2e-=2Na+;又知该电池中正极的电极反应式为2Na++FeS+2e-=Na2S+Fe,所以电池反应为:2Na+FeS=Na2S+Fe。充电时为电解池原理,相当于原电池的逆反应,因此阳极电极反应式为Na2S+Fe-2e-=2Na++FeS,所以充电时,阳极发生反应的物质是Na 2S和Fe。 ②通电5min时,铜电极质量增加1.08 g,这说明铜电极是阴极,与电源的负极相连,即X是电源的负极,Y是正极。A是惰性电极电解氯化钾溶液,生成物是氯气、氢气和氢氧化钾,溶液pH增大。C相当于是在铜上镀银,属于待镀,因此溶液的pH不变。 |
举一反三
用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中正确的是A.往沸水中滴加0.1molFeCl3饱和溶液,制得的胶体中含0.1NA个Fe(OH)3胶体粒 | B.标准状况下,11.2L C2H6含3NA个C—H极性共价键 | C.标准状况下,5.6 L NO和5.6 L O2混合后的分子总数为0.5 NA | D.标准状况下,铝跟氢氧化钠溶液反应生成1mol氢气时,转移的电子数为NA |
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用NA表示阿伏加德罗常数的值.下列叙述中不正确的是A.分子总数为NA的SO2和CO2混合气体中含有的原子数为3NA | B.28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的氢原子数为4NA | C.常温常压下,92 g的NO2和N2O4混合气体含有的氧原子数为4 NA | D.标准状况下,22.4L氧气与足量铁粉充分反应,转移的电子数为NA |
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以NA表示阿伏伽德罗常数,下列说法正确的是A.分子总数为NA的NO2和CO2混合气体含有的氧原子数为2NA | B.标准状况下,由Na2O2制的11.2LO2反应转移的电子束为2NA | C.18.0g重水(D2O)与20gNe所含有的电子数都为10NA | D.0.5mol O3与11.2L O2所含的分子数都为0.5NA |
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设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是A.标准状况下,2.24L乙炔中含σ键数目为0.1 NA | B.常温常压下,1.6gO2所含氧原子数目为0.1NA | C.5.6gFe和足量稀硝酸反应,转移电子数目为0.2NA | D.1L0.1mol·L—1Na2CO3溶液中含阴、阳离子总数目为0.3NA |
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用NA表示阿伏伽徳罗常数的值,下列说法正确的是( )A.常温常压下,26g乙炔含有的∏键数目为3NA | B.7.8gNa2O2中所含阴离子的数目是0.2NA | C.标准状况下,2.24Ll8O2中所含中子的数目是2NA | D.在密闭容器中盛有0.lmolN2和0.3 mol H2,在一定条件下充分反应,转移电子的数目为0.6 NA |
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