Question

15．2011年的諾貝爾化學獎授予了發(fā)現(xiàn)“準晶體”的以色列理工學院的丹尼爾•謝德曼．其實在2009年，一塊來自俄羅斯東部的鋁鋅銅礦內(nèi)，科學家就發(fā)現(xiàn)了一種準晶體類型的物質G：Al₆₅Cu₂₃Fe₁₂，后經(jīng)科學家對這塊巖石進行了穩(wěn)定同位素測定，發(fā)現(xiàn)該礦石很可能是45億年前太陽系早期動蕩環(huán)境下來自天外的隕石．請回答下列問題：
（1）多數(shù)準晶體中都含有三種元素．G中含有的元素在地殼中含量最高的是Al（填元素符號）．其在周期表中的位置是第三周期第ⅢA族．
（2）若鐵有三種天然穩(wěn)定同位素：⁵⁷Fe、⁵⁶Fe，還有一種是B．
A．²⁶Fe B．⁵⁴Fe．C．⁵⁹Fe．D．⁶⁰Fe．
（3）為了研究G的組成，將一定量的G粉碎后投入足量的鹽酸中，充分浸泡后過濾，沉淀經(jīng)過過濾、洗滌（操作）即可得到純凈的單質．濾液中一定存在的陽離子有Al³⁺、Fe²⁺．將濾液蒸干并充分灼燒，寫出灼燒過程中發(fā)生的化學方程式2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O、2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．
（4）若將等量的G分別與足量的NaOH溶液、鹽酸反應，生成氫氣的質量之比為65：73．1mol G溶于足量的稀硝酸時共失去電子277×6.02×10²³ 個．

Answer 1

分析 （1）G中含有的元素在地殼中含量最高的是Al，在周期表中處于第三周期第ⅢA族；
（2）Fe元素平均相對原子質量為55.85，另外一種穩(wěn)定同位素的質量數(shù)應小于56，F(xiàn)e的質子數(shù)為26，該同位素質量數(shù)一定大于26；
（3）Al、Fe能與鹽酸反應，Cu不與鹽酸反應，沉淀經(jīng)過過濾、洗滌即可得到純凈的單質．濾液中含有氯化鋁、氯化亞鐵，將濾液蒸干促進水解程度進行，氫氧化亞鐵以被氧化為氫氧化鐵，最終得到氫氧化鋁、氫氧化鐵，再灼燒分解生成氧化鋁、氧化鐵；
（4）Al與氫氧化鈉反應生成氫氣，Al、Fe與鹽酸反應生成氫氣，根據(jù)電子轉移計算生成氫氣物質的量；
與足量的稀硝酸反應，Al、Cu、Fe均能反應，反應中分別表現(xiàn)+3、+2、+3價，進而計算轉移電子．

解答 解：（1）G中含有的元素在地殼中含量最高的是Al，在周期表中處于第三周期第ⅢA族，
故答案為：Al；第三周期第ⅢA族；
（2）Fe元素平均相對原子質量為55.85，另外一種穩(wěn)定同位素的質量數(shù)應小于56，F(xiàn)e的質子數(shù)為26，該同位素質量數(shù)一定大于26，選項中只有⁵⁴Fe符合，
故選：B；
（3）Al、Fe能與鹽酸反應，Cu不與鹽酸反應，沉淀經(jīng)過過濾、洗滌即可得到純凈的單質．濾液中含有氯化鋁、氯化亞鐵，含有的陽離子為Al³⁺、Fe²⁺等，將濾液蒸干促進水解程度進行，氫氧化亞鐵以被氧化為氫氧化鐵，水解最終得到氫氧化鋁、氫氧化鐵，再灼燒分解生成氧化鋁、氧化鐵，反應方程式為：2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O、2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O，
故答案為：過濾、洗滌；Al³⁺、Fe²⁺；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O、2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
（4）Al與氫氧化鈉反應生成氫氣，Al、Fe與鹽酸反應生成氫氣，1molG中Al反應生成氫氣為$\frac{1mol×65×3}{2}$=97.5mol，1molFe反應生成氫氣為$\frac{1mol×12×2}{2}$=12mol，則G分別與足量的NaOH溶液、鹽酸反應，生成氫氣的質量之比為97.5mol：（97.5mol+12mol）=65：73，與足量的稀硝酸反應，Al、Cu、Fe均能反應，反應中分別表現(xiàn)+3、+2、+3價，則1molG反應轉移電子為65mol×3+23mol×2+12mol×3=277mol，即轉移電子數(shù)目為277×6.02×10²³ 個，
故答案為：65：73；277×6.02×10²³ ．

點評 本題考查混合物計算、原子構成、元素化合物性質等，（4）中注意利用電子轉移守恒計算解答，難度不大．