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(2013•黄冈模拟)Na、Fe、Cu、Al是常见的金属元素,请按要求回答下列问题:

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/05/10 10:34:47
(2013•黄冈模拟)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Fe2+、Fe3+,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,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Fex0(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1.08g,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”).
(1)2.3Na完全反应,钠的物质的量=
2.3g
23g/mol=0.1mol,反应中Na元素化合价由0价升高为+1价,故转移电子数目=0.1mol×1×NAmol-1=0.1NA
故答案为:0.1NA
(2)a.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a正确;
b.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b正确;
c.铝粉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;
故选:ab;
(3)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克;
(4)铁的某种氧化物的化学式表示为Fex0(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;
(5):①Na性质活泼,易失去电子而被氧化,应为原电池的负极,电极方程式为2Na-2e-=2Na+,充电时,阳极发生氧化反应,电极方程式为Na2S+Fe-2e-=2Na++FeS,则阳极发生反应的物质是Na2S、Fe,
故答案为:2Na-2e-=2Na+;Na2S、Fe;
②若通电5min时,铜电极质量增加1.08g,说明Cu为阴极,则X为负极,Y为正极,A为电解KCl溶液,电解方程式为2KCl+2H2O

 通电 
.
 2KOH+H2↑+Cl2↑,溶液pH增大,C中阳极上Ag失电子、阴极上银离子得电子,则溶液中氢离子或氢氧根离子浓度不变,溶液的pH不变,
故答案为:负极;增大;不变.