Question

20．Ⅰ．A、B、C、D均為中學(xué)化學(xué)常見的純凈物，其中A是單質(zhì)，它們之間有如圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系．
（1）若B是氣態(tài)氫化物，C，D是氧化物且會造成光化學(xué)煙霧污染，則A中所含元素在元素周期表中的位置為第二周期第ⅤA族；B的熱穩(wěn)定性比甲烷的熱穩(wěn)定性大（填“大”或“小”）；反應(yīng)③的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（2）若D物質(zhì)具有兩性，反應(yīng)②、③、⑤均需要強(qiáng)堿溶液，反應(yīng)④需要通入過量的一種引起溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w．反應(yīng)④的離子方程式為AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（3）若A是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的金屬，反應(yīng)④用到A，反應(yīng)②，⑤均用到同一種非金屬單質(zhì)，C的溶液常用于蝕刻印刷電路板，該反應(yīng)的離子方程式為Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
Ⅱ．（1）高鐵酸鈉（Na₂FeO₄）是一種新型飲用水消毒劑，具有很多優(yōu)點(diǎn)．Na₂FeO₄生產(chǎn)方法之一是隔膜電解法，其原理為Fe+2NaOH+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Na2FeO₄+3H₂↑，則電解時陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O，陰極區(qū)溶液的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）為了測定硫酸銅晶體（CuSO₄•xH₂O）中的x的值，某研究小組設(shè)計了以下實(shí)驗方案：稱取mg晶體溶于水，加入足量氫氧化鈉溶液，過濾，沉淀洗滌后用小火加熱至質(zhì)量不再減輕為止，冷卻，稱量所得固體的質(zhì)量為ng，據(jù)此計算，x=$\frac{40（m-2n）}{9}$（用含m、n的代數(shù)式表示）

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）若B是氣態(tài)氫化物，C，D是氧化物且會造成光化學(xué)煙霧污染，則C應(yīng)為NO，D為NO₂，B為NH₃，A是單質(zhì)，則A為N₂，據(jù)此答題；
（2）若D物質(zhì)具有兩性，含有Al元素，則A為Al，④反應(yīng)是通入過量的一種引起溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w，說明C為偏鋁酸鹽，D為Al（OH）₃，②③反應(yīng)均要用強(qiáng)堿溶液，B為氧化鋁或鋁鹽，據(jù)此解答；
（3）若A是應(yīng)用最廣泛的金屬，則A為Fe，④反應(yīng)用到A，②⑤反應(yīng)均用到同一種非金屬單質(zhì)，C的溶液用于蝕刻印刷銅電路板，含有鐵離子，則非金屬性單質(zhì)為Cl₂，可推知C為FeCl₃，D為FeCl₂
Ⅱ．（1）Na₂FeO₄溶液，電解時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，據(jù)此解答；
（2）在實(shí)驗方案中，硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化銅，再加熱到質(zhì)量不變得氧化銅，根據(jù)氧化銅的質(zhì)量利用元素守恒可計算晶體中硫酸銅的質(zhì)量，再根據(jù)晶體中硫酸銅與結(jié)晶水的質(zhì)量比求得x值；

解答 解：Ⅰ．（1）若B是氣態(tài)氫化物，C，D是氧化物且會造成光化學(xué)煙霧污染，則C應(yīng)為NO，D為NO₂，B為NH₃，A是單質(zhì)，則A為N₂，N元素周期表中的位置為第二周期第ⅤA族，由于氮的非金屬性強(qiáng)于碳，所以氨氣的熱穩(wěn)定性比甲烷的熱穩(wěn)定性大，反應(yīng)③的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：第二周期第ⅤA族；大；4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（2）若D物質(zhì)具有兩性，含有Al元素，則A為Al，④反應(yīng)是通入過量的一種引起溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w，說明C為偏鋁酸鹽，D為Al（OH）₃，②③反應(yīng)均要用強(qiáng)堿溶液，B為氧化鋁或鋁鹽，則：反應(yīng)④的離子方程式為：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+2H₂O+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）若A是應(yīng)用最廣泛的金屬，則A為Fe，④反應(yīng)用到A，②⑤反應(yīng)均用到同一種非金屬單質(zhì)，C的溶液用于蝕刻印刷銅電路板，含有鐵離子，則非金屬性單質(zhì)為Cl₂，可推知C為FeCl₃，D為FeCl₂，C的溶液用于蝕刻印刷銅電路板反應(yīng)的離子方程式為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，
故答案為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
Ⅱ．（1）Na₂FeO₄溶液，電解時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，所以陰極區(qū)溶液的pH會增大，
故答案為：Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O；增大；
（2）在實(shí)驗方案中，硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化銅，再加熱到質(zhì)量不變得氧化銅，根據(jù)CuSO₄～Cu（OH）₂～CuO，可得硫酸銅的質(zhì)量為$\frac{160}{80}$ng=2ng，再根據(jù)160：18x=2n：（m-2n），得x=$\frac{40（m-2n）}{9}$，
故答案為：$\frac{40（m-2n）}{9}$．

點(diǎn)評 本題考查了無機(jī)物的推斷，涉及Al、N、Fe元素單質(zhì)化合物性質(zhì)、電解原理的應(yīng)用、物質(zhì)組成的確定、化學(xué)計算等，需要學(xué)生熟練掌握元素化合物知識，綜合性強(qiáng)，難度大，主要考查學(xué)生分析問題的能力，是高考的熱點(diǎn)習(xí)題．