Question

如圖是中學(xué)化學(xué)某些物質(zhì)之間在一定條件下的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，已知A是一種常見(jiàn)的液態(tài)化合物，C、D、G、H、K是單質(zhì)，其它為化合物，G、K是普通鋼中的兩種重要元素，其中K含量少，E、F對(duì)應(yīng)溶液的酸堿性相反，F(xiàn)的焰色反應(yīng)為黃色，請(qǐng)按要求作答：
（1）寫(xiě)出化合物的電子式：

 

．
（2）①寫(xiě)出A與J反應(yīng)的離子方程式：

 

．②將少量的H通入F的溶液中，反應(yīng)的總離子方程式為：

 

．
（3）B與足量稀硝酸反應(yīng)，當(dāng)參加反應(yīng)的硝酸為4mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

mol（保留2位有效數(shù)字）．
（4）已知在200℃，101Kpa下，0.12g單質(zhì)K與A完全反應(yīng)生成C與I，吸收了1316J的能量，寫(xiě)出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

．
（5）①以Pt為電極，由I、D以及F的溶液組成原電池，則正極的電極反應(yīng)為：

 

．
②若用此電池電解300mL5mol/L的氯化鈉溶液一段時(shí)間，兩極均收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36L氣體，此時(shí)溶液的pH為

 

（假設(shè)電解前后溶液體積不變化）．
③若往該電解后所得溶液中通入二氧化碳?xì)怏w4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），此時(shí)溶液中所有離子濃度的關(guān)系由大到小的順序?yàn)椋?div id="7w6bxg8" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．

Answer 1

考點(diǎn)：無(wú)機(jī)物的推斷

專(zhuān)題：推斷題

分析：A是一種常見(jiàn)的液態(tài)化合物，J為淡黃色固體，二者相互反應(yīng)生成F與單質(zhì)D，F(xiàn)的焰色反應(yīng)為黃色，說(shuō)明含有Na元素，該反應(yīng)是過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)，可推知A為H₂O、J為Na₂O₂，F(xiàn)為NaOH，D為O₂．水與H反應(yīng)生成氧氣與E，E、F對(duì)應(yīng)溶液的酸堿性相反，可推知H為F₂、E為HF．G、K是碳素鋼中的兩種重要元素，其中K含量少，則G為Fe，K為C，碳與水反應(yīng)生成單質(zhì)C與化合物I，則C為H₂、I為CO，F(xiàn)e與水反應(yīng)生成化合物B與氫氣，則B為Fe₃O₄，據(jù)此解答．

解答： 解：A是一種常見(jiàn)的液態(tài)化合物，J為淡黃色固體，二者相互反應(yīng)生成F與單質(zhì)D，F(xiàn)的焰色反應(yīng)為黃色，說(shuō)明含有Na元素，該反應(yīng)是過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)，可推知A為H₂O、J為Na₂O₂，F(xiàn)為NaOH，D為O₂．水與H反應(yīng)生成氧氣與E，E、F對(duì)應(yīng)溶液的酸堿性相反，可推知H為F₂、E為HF．G、K是碳素鋼中的兩種重要元素，其中K含量少，則G為Fe，K為C，碳與水反應(yīng)生成單質(zhì)C與化合物I，則C為H₂、I為CO，F(xiàn)e與水反應(yīng)生成化合物B與氫氣，則B為Fe₃O₄，
（1）化合物E為HF，F(xiàn)原子與H原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，其電子式為，
故答案為：；
（2）①過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的離子方程式為：2H₂O+2Na₂O₂=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
②將少量的氟氣通入NaOH的溶液中，反應(yīng)的總離子方程式為：2F₂+4OH^-=4F^-+O₂+2H₂O，
故答案為：2H₂O+2Na₂O₂=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；2F₂+4OH^-=4F^-+O₂+2H₂O；
（3）B為Fe₃O₄，與足量稀硝酸反應(yīng)時(shí)，生成Fe（NO₃）₃與NO，令生成Fe（NO₃）₃為xmol，當(dāng)參加反應(yīng)的硝酸為4mol，則生成NO為（4-3x）mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知：xmol×（3-

8

3

）=（4-3x）mol×（5-2），解得x=

9

7

，故反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為（4-

9

7

×3 ）mol×（5-2）=0.43mol，
故答案為：0.43；
（4）200℃，101Kpa下，0.12g單質(zhì)碳與水完全反應(yīng)生成CO與氫氣，吸收了1316J的能量，則1mol碳反應(yīng)吸收的熱量=1.316kJ×

1mol×12g/mol

0.12g

=131.6kJ，則該反應(yīng)熱化學(xué)方程式為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.6kJ/mol  （200℃，101Kpa），
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.6kJ/mol  （200℃，101Kpa）；
（5）①以Pt為電極，由CO、氧氣以及NaOH的溶液組成原電池，CO發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根，正極的反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
②若用此電池電解300mL 5mol/L的氯化鈉溶液一段時(shí)間，兩極各收集標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體3.36L，則：
2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑
               2mol      22.4L
               n（NaOH）   3.36L
所以，2mol：n（NaOH）=22.4L：3.36L，解得n（NaOH）=0.3mol，故c（NaOH）=

0.3mol

0.3L

=1mol/L，
故溶液中c（H⁺）=10^-14mol/L，則溶液pH=-lg10^-14=14，
故答案為：14；
③溶液中剩余NaCl為0.3L×5mol/L-0.3mol=1.2mol，若往該電解后所得溶液中通入二氧化碳?xì)怏w4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），其物質(zhì)的量=

44.8L

22.4L/mol

=0.2mol，n（NaOH）：（CO₂）=3：2，由于1：1＜n（NaOH）：（CO₂）：＜2：1，故生成碳酸鈉、碳酸氫鈉，令二者的物質(zhì)的量分別為：amol、bmol，由Na元素、C元素守恒可得：a+b=0.2，2a+b=0.3，解得a=0.1、b=0.1，碳酸根、碳酸氫根水解，溶液呈堿性，碳酸根的水解程度大于碳酸氫根，故c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），溶液中鈉離子濃度不變，其濃度最大，則所得溶液中各離子濃度大小關(guān)系為：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺） 
故答案為：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查無(wú)機(jī)物推斷，涉及Na、F、C、Fe元素單質(zhì)化合物性質(zhì)以及常用化學(xué)用語(yǔ)、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、原電池、電解原理、混合物計(jì)算、離子濃度比較等，（3）中利用Fe的平均化合價(jià)，簡(jiǎn)化計(jì)算，（5）中離子濃度比較為易錯(cuò)點(diǎn)，學(xué)生容易忽略剩余的NaCl．