Question

11．A～N均為中學化學中的常見物質，其中A是日常生活中不可缺少的物質，也是化工生產上的重要原料，單質M是目前使用量最大的金屬，常溫下B、E、F為氣體，G為無色液體，這些物質在一定條件下存在如下轉化關系，其中有些反應物或生成物已經略去．回答下列問題：
（1）H的化學式為Fe₃O₄，D的電子式為．
（2）B與N反應的離子方程式為2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（3）D與G反應的化學方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
（4）I可用于凈化水，其原因是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺Fe（OH）₃（膠體）具有較大的表面積，能吸附水中懸浮物質，使水凈化（用相關的反應方程式和簡要文字回答）．
（5）通常狀況下，1摩爾氣體E在氣體F中完全燃燒生成液態(tài)G時放出的熱量為a kJ，請寫出表示E燃燒熱的熱化學方程式H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H=-akJ/mol．
（6）I與NaOH溶液反應生成的沉淀再與NaOH和NaClO的混合液作用，是制備理想的綠色水處理劑（Na₂MO₄）的一種方法，試寫出此反應的化學方程式2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O．

Answer 1

分析 單質M是目前使用量最大的金屬，則M為Fe；氣體單質B與Fe反應生成I，I能與Fe反應生成K，K被B氧化得到I，而I中Fe為+3價，可推知B具有強氧化性，則B為Cl₂，I為FeCl₃，K為FeCl₂；A是日常生活中不可缺少的物質，也是化工生產上的重要原料，電解熔融的A得到B與C，故A為NaCl、C為Na；G為無色液體，與鈉反應得到氣體E，C在氣體F中點燃生成D，D與G反應得到氣體F與N，可推知G為H₂O，E為H₂、F為O₂，D為Na₂O₂，N為NaOH，由轉化關系可知，H為Fe₃O₄，J為HCl，以此解答該題．
（1）由以上分析可知H為Fe₃O₄，D為Na₂O₂為離子化合物據此書寫電子式；
（2）B為氯氣，與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（3）D與G反應是過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣；
（4）I為FeCl₃，溶液中鐵離子水解生成具有吸附性的氫氧化鐵膠體；
（5）1摩爾氣體E在氣體F中完全燃燒生成液態(tài)G，是氫氣和氧氣反應生成液態(tài)水，燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，結合熱化學方程式書寫方法得到；
（6）反應中NaClO是氧化劑，還原產物是NaCl，根據元素守恒，可知反應式中需要補充NaCl和H₂O．根據化合價升降法配平方程式．

解答 解：單質M是目前使用量最大的金屬，則M為Fe；氣體單質B與Fe反應生成I，I能與Fe反應生成K，K被B氧化得到I，而I中Fe為+3價，可推知B具有強氧化性，則B為Cl₂，I為FeCl₃，K為FeCl₂；A是日常生活中不可缺少的物質，也是化工生產上的重要原料，電解熔融的A得到B與C，故A為NaCl、C為Na；G為無色液體，與鈉反應得到氣體E，C在氣體F中點燃生成D，D與G反應得到氣體F與N，可推知G為H₂O，E為H₂、F為O₂，D為Na₂O₂，N為NaOH，由轉化關系可知，H為Fe₃O₄，J為HCl，
（1）由以上分析可知H為Fe₃O₄，D為Na₂O₂，過氧化鈉是離子化合物，電子式為：，
故答案為：Fe₃O₄；；
（2）B為氯氣，與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（3）D與G反應是過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，反應的離子方程式為：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：2OH^-+Cl₂=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）I為FeCl₃，可說明生成具有吸附性的氫氧化鐵膠體，Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺  Fe（OH）₃（膠體）具有較大的表面積，能吸附水中懸浮物質，使水凈化，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺  Fe（OH）₃（膠體）具有較大的表面積，能吸附水中懸浮物質，使水凈化；
（5）1摩爾氣體E在氣體F中完全燃燒生成液態(tài)G，是氫氣和氧氣反應生成液態(tài)水，燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，結合熱化學方程式書寫方法得到熱化學方程式為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）═H₂O（l）△H=-akJ/mol，
故答案為：H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂ （g）═H₂O（l）△H=-akJ/mol；
（6）反應中FeCl₃→Na₂FeO₄，鐵元素化合價由+3價升高為+6價，化合價總升高3價，NaClO→NaCl，氯元素化合價由+1降低為-1價，化合價總共降低2價，化合價升降最小公倍數為6，故FeCl₃系數為2，NaClO系數為3，由鐵元素守恒可知 Na₂FeO₄系數為2，由氯元素守恒可知NaCl系數為2×3+3=9，根據鈉元素守恒可知NaOH系數為9+2×2=13，由氫元素守恒可知H₂O系數為5，配平方程式為2FeCl₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O；
故答案為：2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH=2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O．

點評 本題考查無機物推斷，涉及Na、Fe、Cl元素化合物的性質，需要學生熟練掌握元素化合物知識，注意根據轉化關系中特殊反應進行推斷，難度中等．