Question

4．甲、乙、丙是都含有同一種元素的不同物質(zhì)，轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖：

（1）若甲是CO₂．
①常用于泡沫滅火器的是丙（填“乙”或“丙”，下同）；
②濃度均為0.01mol•L^-1的乙溶液和丙溶液中，水的電離程度較大的是乙
（2）若甲是Al．
①Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖為；
②當(dāng)n（Al）：n（NaOH）：n（H₂SO₄）=1：1：2時(shí)，丙的化學(xué)式是Al₂（SO₄）₃；
（3）若甲是Cl₂．
①甲轉(zhuǎn)化為乙的離子方程式是Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
②已知：TiO₂（s）+2Cl₂ （g）+2C（s）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ•mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1寫出TiO₂和Cl₂反應(yīng)生成TiCl₄和O₂的熱化學(xué)方程式：TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140kJ•mol^-1．
③常溫下，將a mol•L^-1乙溶液和0.01mol•L^-1H₂SO₄溶液等體積混合生成丙，溶液呈中性，則丙的電離平衡常數(shù)K_a==（$\frac{a}{2}$-0.01）×10^-5mol•L^-1（用含a的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 甲、乙、丙是都含有同一種元素的不同物質(zhì)，
（1）若甲是CO₂，根據(jù)各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成乙為Na₂CO₃，Na₂CO₃與硫酸反應(yīng)生成丙為NaHCO₃；
（2）若甲是Al，根據(jù)各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，Al與氫氧化鈉反應(yīng)生成乙為NaAlO₂，NaAlO₂與硫酸按1：2反應(yīng)生成丙為Al₂（SO₄）₃；
（3）若甲是Cl₂，根據(jù)各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，Cl₂與氫氧化鈉反應(yīng)生成乙為NaClO，NaClO與硫酸反應(yīng)生成丙為HClO；根據(jù)蓋斯定律可知，將反應(yīng)①TiO₂（s）+2Cl₂ （g）+2C（s）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ•mol^-1和反應(yīng)②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1相減可得TiO₂和Cl₂反應(yīng)生成TiCl₄和O₂的熱化學(xué)方程式；根據(jù)K_a=$\frac{c（{H}^{+}）•c（C{lO}^{-}）}{c（HClO）}$計(jì)算電離平衡常數(shù)；

解答 解：甲、乙、丙是都含有同一種元素的不同物質(zhì)，
（1）若甲是CO₂，根據(jù)各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成乙為Na₂CO₃，Na₂CO₃與硫酸反應(yīng)生成丙為NaHCO₃；
①常用于泡沫滅火器的是NaHCO₃，
故答案為：丙；
②由于等濃度的Na₂CO₃的水解程度大于NaHCO₃，所以Na₂CO₃溶液中水的電離程度大于NaHCO₃，
故答案為：乙；
（2）若甲是Al，根據(jù)各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，Al與氫氧化鈉反應(yīng)生成乙為NaAlO₂，NaAlO₂與硫酸按1：2反應(yīng)生成丙為Al₂（SO₄）₃，
①Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，
故答案為：；
②根據(jù)上面的分析可知，丙的化學(xué)式為Al₂（SO₄）₃，
故答案為：Al₂（SO₄）₃；
（3）若甲是Cl₂，根據(jù)各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，Cl₂與氫氧化鈉反應(yīng)生成乙為NaClO，NaClO與硫酸反應(yīng)生成丙為HClO，
①甲轉(zhuǎn)化為乙的離子方程式是Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
②根據(jù)蓋斯定律可知，將反應(yīng)①TiO₂（s）+2Cl₂ （g）+2C（s）=TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-81kJ•mol^-1和反應(yīng)②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol^-1相減可得TiO₂和Cl₂反應(yīng)生成TiCl₄和O₂的熱化學(xué)方程式為TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140 kJ•mol^-1，
故答案為：TiO₂（s）+2Cl₂（g）=TiCl₄（l）+O₂（g）△H=+140 kJ•mol^-1；
③將a mol•L^-1乙溶液和0.01mol•L^-1H₂SO₄溶液等體積混合生成丙，溶液呈中性，生成的c（HClO）≈0.01mol•L^-1 ，根據(jù)電荷守恒可知，c（ClO^-）=c（Na⁺）-2c（SO₄^2-）=$\frac{a-0.02}{2}$mol•L^-1 =，根據(jù)K_a=$\frac{c（{H}^{+}）•c（C{lO}^{-}）}{c（HClO）}$得K_a=$\frac{\frac{a-0.02}{2}×1{0}^{-7}}{0.01}$mol•L^-1=（$\frac{a}{2}$-0.01）×10^-5mol•L^-1，
故答案為：=（$\frac{a}{2}$-0.01）×10^-5mol•L^-1；

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了非金屬元素的性質(zhì)，中等難度，解題時(shí)要注意充分運(yùn)用常見(jiàn)非金屬元素及其化合物的性質(zhì)．