Question

9．A、J是日常生活中常見的兩種金屬，這兩種金屬和NaOH溶液組成原電池，A作負(fù)極；F常溫下是氣體，各物質(zhì)有以下的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1（各字母代表一種物質(zhì)，部分產(chǎn)物及條件略去）．

請(qǐng)回答以下問題：
（1）寫出反應(yīng)①的負(fù)極電極反應(yīng)式Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）寫出②的化學(xué)方程式4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）M可用于實(shí)驗(yàn)室制取某氣體，寫出該反應(yīng)化學(xué)方程式FeS+H₂SO₄=H₂S↑+FeSO₄．
（4）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時(shí)，透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察火焰呈紫色．500mLX的溶液與Ba（OH）₂反應(yīng)生成沉淀的質(zhì)量與加入Ba（OH）₂物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2：
請(qǐng)回答：X晶體的俗名為明礬或白礬；其溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol/Lmol/L，n₁=0.75 mol．
（5）常溫時(shí)pH=12的C溶液中，溶質(zhì)的陽離子與溶質(zhì)的陰離子濃度之差為（10^-2-10^-12）mol/（寫出計(jì)算式）；相同條件下，等濃度的C溶液與CH₃COONa溶液中，C的陰離子與CH₃COO^-濃度的大小關(guān)系：前者＜后者（用“＞”、“＜”或“=”表示）．
（6）0.4mol•L^-1醋酸鈉溶液和0.2mol•L^-1鹽酸等體積混合，混合后溶液中離子濃度大小關(guān)系為c（Ac^-）＞c（Cl^-）＞c（HAc）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 A、J是日常生活中常見的兩種金屬，這兩種金屬和NaOH溶液組成原電池，A作負(fù)極，與堿發(fā)生氧化還原反應(yīng)的金屬判斷為Al，原電池反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑，依據(jù)流程圖分析判斷D為H₂，C為NaAlO₂，偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w生成E為氫氧化鋁沉淀，H為氫氧化鋁分解生成的Al₂O₃，電解熔融氧化鋁得到金屬A為Al，和J的氧化物高溫反應(yīng)發(fā)生鋁熱反應(yīng)，證明J為Fe，鐵和硫單質(zhì)反應(yīng)生成M為FeS；D為H₂，F(xiàn)常溫下是氣體，所以生成的G為非金屬氫化物，和D反應(yīng)生成的G發(fā)生兩步氧化反應(yīng)最后氧化物K溶于水生成L為酸，推斷為乙為N₂，G為NH₃，I為NO，K為NO₂，L為HNO₃，依據(jù)分析推斷出的物質(zhì)回答問題．

解答 解：A、J是日常生活中常見的兩種金屬，這兩種金屬和NaOH溶液組成原電池，A作負(fù)極，與堿發(fā)生氧化還原反應(yīng)的金屬判斷為Al，原電池反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑，依據(jù)流程圖分析判斷D為H₂，C為NaAlO₂，偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w生成E為氫氧化鋁沉淀，H為氫氧化鋁分解生成的Al₂O₃，電解熔融氧化鋁得到金屬A為Al，和J的氧化物高溫反應(yīng)發(fā)生鋁熱反應(yīng)，證明J為Fe，鐵和硫單質(zhì)反應(yīng)生成硫化亞鐵M；D為H₂，F(xiàn)常溫下是氣體，所以生成的G為非金屬氫化物，和D反應(yīng)生成的G發(fā)生兩步氧化反應(yīng)最后氧化物K溶于水生成L為酸，推斷為乙為N₂，G為NH₃，I為NO，K為NO₂，L為HNO₃，
（1）①的原電池中，Al做負(fù)極被氧化，在堿性溶液中生成AlO₂^-，電極反應(yīng)式為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）依據(jù)推斷可知G為NH₃，發(fā)生的反應(yīng)是氨氣的催化氧化反應(yīng)生成一氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）M為FeS，常用于實(shí)驗(yàn)室制取硫化氫氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeS+H₂SO₄=H₂S↑+FeSO₄，
故答案為：FeS+H₂SO₄=H₂S↑+FeSO₄；
（4）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時(shí)，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色，說明鹽中含有鋁元素和鉀元素，為明礬，俗稱為明礬或白礬；
根據(jù)反應(yīng)計(jì)算：
Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄
1mol 233g
n 233g
則n=1mol，根據(jù)SO₄^2-離子的守恒可知500mLKAl（SO₄）₂的溶液中含有溶質(zhì)的物質(zhì)的量為0.5mol，
故濃度為：$\frac{0.5mol}{0.5L}$=1mol/L，
當(dāng)加入的Ba（OH）₂為n₁mol時(shí)，根據(jù)圖象可知，發(fā)生的反應(yīng)為2KAl（SO₄）₂+3Ba（OH）₂=3BaSO₄↓+K₂SO₄+2Al（OH）₃↓，生成的BaSO₄物質(zhì)的量為n₁，生成的Al（OH）₃物質(zhì)的量為$\frac{2}{3}$n₁，根據(jù)題意可知233n₁+$\frac{2}{3}$×78×n₁=213.75，所以n₁=0.75，
故答案為：明礬或白礬；1mol/L；0.75；
（5）常溫時(shí)pH=12的NaAlO₂溶液中，根據(jù)電荷守恒可知，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（AlO₂^-）+c（OH^-），則c（Na⁺）-c（AlO₂^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=（10^-2-10^-12）mol/L；相同條件下，等濃度的NaAlO₂溶液與CH₃COONa溶液中，由于醋酸的酸性比偏鋁酸強(qiáng)，故AlO₂^-的水解程度比CH₃COO^-水解程度大，溶液中c（AlO₂^-）＜c（CH₃COO^-），
故答案為：（10^-2-10^-12）mol/；＜；
（6）混合溶液中溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的NaCl、CH₃COOH、CH₃COONa，混合溶液呈酸性，說明醋酸的電離程度大于醋酸根離子水解程度，所以混合后溶液中離子濃度大小關(guān)系為c （Ac^-）＞c （Cl^-）＞c （HAc）＞c（H⁺），
 故答案為：c （Ac^-）＞c （Cl^-）＞c （HAc）＞c（H⁺）；

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素化合物推斷，同時(shí)考查電化學(xué)、鹽類的水解、離子濃度大小比較等知識(shí)，具有較高的綜合度，本題具有一定的難度．