Question

（2009?西城區(qū)一模）M、R都是生活中常見的金屬單質(zhì)，其中R是用量最多的金屬．甲、乙是化合物，其中甲是黑色晶體，可由R在X中燃燒得到．

（1）M與甲在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式是

8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe

．
（2）電解法制R低價氫氧化物的裝置如圖．a(chǎn)是4mol?L^-1NaCl、1mol?L^-1NaOH的混合溶液．
①配制a時需要除去蒸餾水中溶解的O₂，常采用

煮沸

的方法．
②石墨電極應(yīng)與電源的

負(fù)

（填“正”或“負(fù)”）極相連接，通電后，R電極附近的現(xiàn)象是

生成白色沉淀

，R極的電極反應(yīng)式是

Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂↓

．
③停止實驗一段時間后，在R極上部有紅褐色物質(zhì)產(chǎn)生，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

4Fe（OH）₂ +O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃

．
（3）把R的某氧化物粉末與M粉末混合后分成兩等份．一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后，再與足量鹽酸反應(yīng)；另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng)．前后兩種情況下生成的氣體質(zhì)量比是a：b，則R的氧化物的化學(xué)式是

Fe_aO_b

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)鋁熱反應(yīng)的原理來書寫方程式；
（2）①加熱煮沸溶液能將溶液中的氣體物質(zhì)除去；
②金屬鐵做陽極是，電極本身失去電子變?yōu)閬嗚F離子，和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀；
③氫氧化亞鐵沉淀很容易被空氣氧化為氫氧化鐵；
（3）金屬鋁和鹽酸以及氫氧化鈉均能反應(yīng)，并且均放氫氣．

解答：解：（1）根據(jù)題意和圖示內(nèi)容，R是用量最多的金屬，可知R是金屬鐵，甲是黑色晶體，可推知甲是四氧化三鐵，能將鐵的氧化物中的鐵置換出來的反應(yīng)原理是鋁熱反應(yīng)原理，
故答案為：8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe；
（2）①氫氧化亞鐵的制取，必須避開空氣中的氧氣，加熱煮沸溶液能將溶液中的氣體物質(zhì)除去，故答案為：煮沸；
②電解法制取氫氧化亞鐵時，金屬鐵必須作陽極，在該電極上，金屬鐵失電子，所以石墨做陰極，石墨電極應(yīng)與電源的負(fù)極相連，在陽極附近生成的亞鐵離子會和氫氧根反應(yīng)生成氫氧化亞鐵白色沉淀，故答案為：負(fù)；生成白色沉淀；Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂↓；
③氫氧化亞鐵沉淀很容易被空氣氧化為氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：4Fe（OH）₂ +O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，故答案為：4Fe（OH）₂ +O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（3）生成的氫氣質(zhì)量比是a：b，也就是物質(zhì)的量之比為a：b，第一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后，再與足量鹽酸反應(yīng)，則Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，設(shè)產(chǎn)生的氫氣物質(zhì)的量為a，則消耗金屬鐵的物質(zhì)的量為a，另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng)，即2Al+6H₂O+2NaOH=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑，產(chǎn)生的氫氣物質(zhì)的量為b，則消耗金屬鋁的量為

2b

3

，在鐵的氧化物和金屬鋁的反應(yīng)中，設(shè)反應(yīng)為：Fe_xO_y+Al→Al₂O₃+Fe，根據(jù)原子守恒，金屬鐵的物質(zhì)的量為a，則x=a，金屬鋁的物質(zhì)的量為

2b

3

時，則氧化鋁中的氧原子物質(zhì)的量為b，即y=b，
故答案為：Fe_aO_b．

點評：本道題目比較復(fù)雜，考查的內(nèi)容比較多，難度也很大，考查學(xué)生分析和解決問題的各種能力．