Question

如圖是中學化學中某些物質之間的相互轉化關系．已知C、D、G、H、K為單質，其他為化合物；A是一種常見的液態(tài)化合物，J為淡黃色固體，E對玻璃具有很強的腐蝕性；G、K是碳素鋼中的兩種重要元素，其中K含量少；E、F對應溶液的酸堿性相反，F的焰色反應為黃色．請按要求作答：
（1）寫出化合物E的電子式：______；
（2）寫出A與J反應的化學反應方程式：______；
（3）B與足量稀硝酸反應時，當參加反應的硝酸為2mol，反應中轉移電子的物質的量為______mol（保留2位有效數字）；
（4）①以Pt為電極，由I、D以及F的溶液組成原電池，則負極的反應式為：______；
②若用此電池電解500mL5mol/L的氯化鈉溶液一段時間，兩極各收集標準狀況下氣體3.36L，測得溶液的pH為______（保留小數點后2位，假設電解前后溶液體積不變化，已知：lg2=0.30，lg3=0.48），若往該電解后所得溶液中通入二氧化碳氣體4.48L（標準狀況），則所得溶液中各離子濃度大小關系為：______．

Answer 1

A是一種常見的液態(tài)化合物，J為淡黃色固體，二者相互反應生成F與單質D，F的焰色反應為黃色，說明含有Na元素，該反應是過氧化鈉與水的反應，可推知A為H₂O、J為Na₂O₂，F為NaOH，D為O₂．水與H反應生成氧氣與E，E對玻璃具有很強的腐蝕性，可推知H為Cl₂、E為HCl．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，碳與水反應生成單質C與化合物I，則C為H₂、I為CO，Fe與水反應生成化合物B與氫氣，則B為Fe₃O₄，
（1）化合物E為HF，F原子與H原子之間形成1對共用電子對，其電子式為，故答案為：；
（2）A與J反應的化學反應方程式為：2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂↑，故答案為：2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂↑；
（3）B為Fe₃O₄，與足量稀硝酸反應時，生成Fe（NO₃）₃與NO，令生成Fe（NO₃）₃為xmol，當參加反應的硝酸為2mol，則生成NO為（2-3x）mol，根據電子轉移守恒可知：xmol×（3-

8

3

）=（2-3x）mol×（5-2），解得x=

9

14

，故反應中轉移電子的物質的量為（2-

9

14

×3 ）mol×（5-2）=0.21mol，
故答案為：0.21；
（4）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，在負極失去電子，堿性條件下生成碳酸根，則負極的反應式為：CO-2e^-+4OH^-=CO₃^2-+2H₂O，
故答案為：CO-2e^-+4OH^-=CO₃^2-+2H₂O；
②若用此電池電解500mL5mol/L的氯化鈉溶液一段時間，兩極各收集標準狀況下氣體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

0.5L

=0.6mol/L，
故溶液中c（H⁺）=

10-14

0.6

mol/L，則溶液pH=-lg

10-14

0.6

=13.78，
溶液中剩余NaCl為0.5L×5mol/L-0.3mol=0.2mol，若往該電解后所得溶液中通入二氧化碳氣體4.48L（標準狀況），其物質的量=

4.48L

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系為：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
故答案為：13.78；c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．