Question

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7.2 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Fe^3＋、Al^3＋，不溶物为Cu

b．溶液中有Fe^2＋，不溶物为Cu、Al

c．溶液中有Cu^2＋、Fe^2＋、Al^3＋，不溶物为Cu

d．溶液中有Fe^2＋、Al^3＋，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＝____________(精确至0.01)。

(4)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为___________ g。

Answer

(1)0.2NA (或1.204×1023)

(2)cd (3)0.86 (4)5.6

【解析】

试题分析：（1）4.6g钠的物质的量是4.6g÷23g/mol＝0.2mol，与氧气反应不论是生成氧化钠还是过氧化钠，钠均是失去1个电子，因此失去的电子数为0.2NA。

（2）a．铜离子与铝、铁发生置换反应生成铜、铝离子和亚铁离子，则溶液中不可能有Fe3＋，a错误；b．铝的金属性强于铁，铜离子首先氧化金属铝，所以溶液中有Fe2＋，则不溶物中一定没有Al，b错误；c．如果氯化铜过量，则溶液中有Cu2＋、Fe2＋、Al3＋，不溶物为Cu，c正确；d．铝的金属性强于铁，铜离子首先氧化金属铝，所以铁可能过量，即溶液中有Fe2＋、Al3＋，不溶物为Cu、Fe，d正确，答案选cd。

（3）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%，，解得x＝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=5.6g。

【考点定位】本题主要是考查金属单质的性质以及有关计算

【名师点晴】该题的难点和易错点是（2），答题时注意从氧化还原反应的原理分析，即同一种氧化剂遇到不同的还原剂时，首先氧化还原性最强的，因此明确铝、铁的金属性强弱顺序是答题的关键。关于第一问的计算注意不要受7.2g产物的影响，要明确钠在反应中只能失去1个电子，与氧气多少和反应条件没有关系。