Question

A、B、C、D是四種常見單質(zhì)，其對應元素的原子序數(shù)依次增大，其中B、D屬于常見金屬，余均為常見化合物，J是一種黑色固體，I的濃溶液具有還原性，A-J的所有物質(zhì)之間有如下的轉(zhuǎn)化關系（部分反應產(chǎn)物省略）：
（1）B元素和C元素的簡單離子半徑大小關系是

 

（用離子符號表示）；
（2）將氮元素與C形成的化合物NC₃加入水中產(chǎn)生使紅色石蕊試紙變藍的氣體，寫出該反應的化學方程式

 

；
（3）由E的飽和溶液滴入沸水中形成透明液體，再將此液體裝入U型管，并在U型管的兩端插入電極，接通直流電，在陽極端可觀察到的現(xiàn)象是

 

；
（4）將適量J加入酸化的H₂O₂的溶液中，J溶解生成它的+2價離子，該反應的離子方程式是

 

；
（5）向含有0.1mol G的溶液中滴加5mol/L的鹽酸溶液，得到沉淀3.9g，則加入鹽酸的體積可能為

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：A、B、C、D是四種常見單質(zhì)，其對應元素的原子序數(shù)依次增大，其中B、D屬于常見金屬，B能與氫氧化鈉溶液反應得到A，可推知B為Al、A為H₂，G為NaAlO₂，D可與水蒸氣反應生成氫氣與F，D為Fe，F(xiàn)為Fe₃O₄，Al能與Fe₃O₄在高溫下反應Fe與氧化鋁，則H為Al₂O₃，I的濃溶液具有還原性，J是一種黑色固體，二者反應得到單質(zhì)C，應是二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯氣，可與濃鹽酸反應，則I為HCl，J為MnO₂，C為Cl₂，E為FeCl₃，驗證符合轉(zhuǎn)化關系，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D是四種常見單質(zhì)，其對應元素的原子序數(shù)依次增大，其中B、D屬于常見金屬，B能與氫氧化鈉溶液反應得到A，可推知B為Al、A為H₂，G為NaAlO₂，D可與水蒸氣反應生成氫氣與F，D為Fe，F(xiàn)為Fe₃O₄，Al能與Fe₃O₄在高溫下反應Fe與氧化鋁，則H為Al₂O₃，I的濃溶液具有還原性，J是一種黑色固體，二者反應得到單質(zhì)C，應是二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯氣，可與濃鹽酸反應，則I為HCl，J為MnO₂，C為Cl₂，E為FeCl₃，驗證符合轉(zhuǎn)化關系，
（1）電子層結構相同核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，故離子半徑：r（Al³⁺）＜r（Cl^?），
故答案為：r（Al³⁺）＜r（Cl^?）；
（2）將NCl₃加入水中產(chǎn)生使紅色石蕊試紙變藍的氣體，該氣體為氨氣，則還生成HClO，該反應的化學方程式為：NCl₃+3H₂O=NH₃↑+3HClO，故答案為：NCl₃+3H₂O=NH₃↑+3HClO；
（3）將飽和FeCl₃溶液逐滴加入沸水得到氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，外加電源，可向電源負極移動，在陽極端可觀察到的現(xiàn)象是紅褐色變淺，
故答案為：紅褐色變淺；
（4）根據(jù)題意可知反應的離子方程式為：MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O；
（5）向含有0.1molNaAlO₂的溶液中滴加5mol/L的鹽酸溶液，得到沉淀3.9g為氫氧化鋁，其物質(zhì)的量

3.9g

78g/mol

=0.05mol＜0.1mol，
若鹽酸不足，只有部分偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，則：
  AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓
    0.05mol      0.05mol
故則加入鹽酸的體積為

0.05mol

5mol/AL

=0.01lL=10mL，
若偏鋁酸鈉完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀后，部分氫氧化鋁溶解，則：
   AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓
0.1mol   0.1mol    0.1mol
       Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O
（0.1-0.05）mol   3×（0.1-0.05）mol
故消耗HCl為0.1mol+3×（0.1-0.05）mol=0.25mol，加入鹽酸體積=

0.25mol

5mol/L

=0.05L=50mL
故答案為：10 mL和50 mL．

點評：本題考查無機物的推斷，B、D屬于常見金屬及轉(zhuǎn)化關系中特殊反應為推斷突破口，而J是一種黑色固體，I的濃溶液具有還原性，二者反應得到單質(zhì)，需要學生熟練掌握氯氣的制備，注意（5）中討論進行計算，題目難度中等．