Question

已知化合物A與B組成元素相同，在常溫下均呈液態(tài)；D與E都為金屬單質(zhì)，且D、E與甲的濃溶液在常溫作用都無明顯現(xiàn)象，加熱時(shí)有大量紅棕色氣體產(chǎn)生．E與D的氧化物的反應(yīng)可用于焊接鋼軌．
（1）A的結(jié)構(gòu)式為

H-O-O-H

，說出A在醫(yī)療中的一種重要作用

殺菌消毒

．
（2）寫出過量D與甲稀溶液反應(yīng)的離子方程式：

3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O

；
（3）以D、E為電極，NaOH溶液為電解質(zhì)溶液可以組成原電池，原電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為

Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O

．現(xiàn)利用此裝置電解CuSO₄溶液，電解一段時(shí)間后，陰陽兩極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下都是2.24L．請(qǐng)寫出陽極的電極反應(yīng)式

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

；若電解前CuSO4溶液的體積為200mL，則其物質(zhì)的量濃度是

0.5mol/L

；
（4）含有D、E元素的一種新型無機(jī)高分子材料高效凈水劑[ED（OH）₄Cl₂]m與過量濃鹽酸溶液可以反應(yīng)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為

：[AlFe（OH）₄Cl₂]m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O

．

Answer 1

分析：化合物A與B組成元素相同，在常溫下均呈液態(tài)，為H₂O、H₂O₂；
D與E都為金屬單質(zhì)，E與D的氧化物的反應(yīng)可用于焊接鋼軌，為鋁熱反應(yīng)，E為Al，D為Fe，F(xiàn)e、Al與甲的濃溶液在常溫作用都無明顯現(xiàn)象，加熱時(shí)有大量紅棕色氣體產(chǎn)生，甲為HNO₃；
（1）A在醫(yī)療中有重要作用，可知A為H₂O₂，B為H₂O；
（2）過量的Fe與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、NO、水；
（3）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故鋁為負(fù)極，Al放電，在堿性條件下生成偏鋁酸根與水；
電解CuSO₄溶液，陽極是氫氧根離子放電，生成氧氣與水，由于陰陽兩極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下都是2.24L，故陰極首先是Cu²⁺放電，然后H⁺放電生成H₂，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算溶液中Cu²⁺，進(jìn)而計(jì)算CuSO4溶液的濃度；
（4）凈水劑[AlFe（OH）₄Cl₂]m與過量濃鹽酸溶液反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是OH^-與H⁺反應(yīng)．

解答：解：化合物A與B組成元素相同，在常溫下均呈液態(tài)，為H₂O、H₂O₂；
D與E都為金屬單質(zhì)，E與D的氧化物的反應(yīng)可用于焊接鋼軌，為鋁熱反應(yīng)，E為Al，D為Fe，F(xiàn)e、Al與甲的濃溶液在常溫作用都無明顯現(xiàn)象，加熱時(shí)有大量紅棕色氣體產(chǎn)生，甲為HNO₃；
（1）A在醫(yī)療中有重要作用，可知A為H₂O₂，B為H₂O，H₂O₂是共價(jià)化合物，分子中氧原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，氧原子與氫原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，在醫(yī)療中常用于殺菌消毒；
故答案為：H-O-O-H，殺菌消毒；
（2）過量的Fe與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、NO、水，反應(yīng)離子方程式為3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故鋁為負(fù)極，Al放電，在堿性條件下生成偏鋁酸根與水，
電極反應(yīng)式為Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
電解CuSO₄溶液，陽極是氫氧根離子放電，生成氧氣與水，電解反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
陰極產(chǎn)生的2.24L氣體是氫氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的物質(zhì)的量為

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，陽極產(chǎn)生的2.24L氣體是氧氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的物質(zhì)的量為為

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，令原溶液中Cu²⁺為amol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有：2×amol+0.1mol×2=0.1mol×4，解得a=0.1，故CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為

0.1mol

0.2L

=0.5mol/L；
故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，0.5mol/L；
（4）凈水劑[AlFe（OH）₄Cl₂]m與過量濃鹽酸溶液反應(yīng)生成氯化鋁、氯化鐵與水，反應(yīng)方程式為：[AlFe（OH）₄Cl₂]m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O；
故答案為：[AlFe（OH）₄Cl₂]m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O．

點(diǎn)評(píng)：主要以“無機(jī)框圖題”的形式考查元素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，涉及常用化學(xué)用語、原電池原理與有關(guān)計(jì)算等，難度中等，熟練掌握物質(zhì)的性質(zhì)，是推斷的關(guān)鍵．