Question

4．常見(jiàn)金屬單質(zhì)A可發(fā)生如圖所示轉(zhuǎn)化（部分反應(yīng)物、產(chǎn)物和反應(yīng)條件已略去）．F是一種溫室氣體；氣體G的水溶液顯弱堿性；H是一種具有磁性的黑色氧化物；B、C、D、E四種化合物中含有一種相同的元素．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）寫出F的電子式，實(shí)驗(yàn)室制取G的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑．
（2）寫出反應(yīng)I的離子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．該反應(yīng)中的氧化劑是H₂O．
（3）反應(yīng)I、Ⅱ均有清潔能源H₂產(chǎn)生．已知H₂的燃燒熱為286kJ•mol^-1，18g水蒸氣變成液態(tài)水放出44kJ的熱量．其它相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

	O=O（g）	H-H（g）	H-O（g）
鍵能/kJ•mol-1	496	x	463

則表中x為436
（4）寫出A與H反應(yīng)的化學(xué)方程式3Fe₃O₄+8Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃，實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的焓變（△H）和活化能（Ea）．下列能量關(guān)系圖合理的是②③（填寫序號(hào)）．

（5）資料顯示H可用于除去地下水中的TcO₄^-（⁹⁹Tc具有放射性）．在酸性條件下，H將TcO₄^-轉(zhuǎn)化為難溶于水的TcO₂，同時(shí)得到一種難溶于水的弱堿，該反應(yīng)的離子方程式為3Fe₃O₄+TcO₄^-+13H₂O+H⁺=TcO₂+9Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 F是一種溫室氣體，則F為二氧化碳?xì)怏w；金屬A能夠與燒堿溶液、鹽酸溶液反應(yīng)，其中A與燒堿溶液生成的E溶液能夠與二氧化碳反應(yīng)，則A為Al；H是一種具有磁性的黑色氧化物，則H為Fe₃O₄；H能夠與金屬鋁反應(yīng)生成D，且B，C，D，E四種化合物中含有一種相同的元素，則D為氧化鋁、C為氫氧化鋁；B為氯化鋁；氣體G的水溶液為堿性，則G為氨氣，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：F是一種溫室氣體，則F為CO₂；金屬A能夠與燒堿溶液、鹽酸溶液反應(yīng)，其中A與燒堿溶液生成的E溶液能夠與二氧化碳反應(yīng)，則A為金屬Al；H是一種具有磁性的黑色氧化物，則H為Fe₃O₄；H能夠與金屬鋁反應(yīng)生成D，且B，C，D，E四種化合物中含有一種相同的元素，則D為Fe₂O₃、C為Al（OH）₃；B為AlCl₃；氣體G的水溶液為堿性，則G為NH₃，
（1）F為二氧化碳，屬于共價(jià)化合物，其分子中含有兩個(gè)碳氧雙鍵，二氧化碳的電子式為：；
實(shí)驗(yàn)室制取氨氣，通常采用氯化銨和氫氧化鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成氯化鈣、氨氣和水制得氨氣，化學(xué)反應(yīng)方程式為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑，
故答案為：；Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；
（2）金屬鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為鋁與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氣，生成的氫氧化鋁具有兩性，能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，從而使該反應(yīng)能夠發(fā)生，所以該反應(yīng)中的氧化劑為H₂O，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；H₂O；
（3）已知H₂的燃燒熱為286kJ•mol^-1，故2mol氫氣燃燒生成2mol液態(tài)水時(shí)放出熱量為286kJ•mol^-1×2=572kJ，
18g水蒸氣變成液態(tài)水放出44kJ的熱量，2mol液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水吸收的熱量為$\frac{2mol×18g/mol}{18g}$×44kJ=88kJ，
故2mol氫氣燃燒生成2mol氣態(tài)水時(shí)放出熱量為：572kJ-88kJ=484kJ，
故熱化學(xué)方程式為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-484kJ/mol，
所以△A=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=2xkJ/mol+496kJ/mol-4×463kJ/mol=-484kJ/mol，
解得：x=436，
故答案為：436；
（4）A與H反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe₃O₄+8Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，生成物能量低于反應(yīng)物能量，結(jié)合圖象分析活化能數(shù)值大于反應(yīng)焓變判斷，故圖②③符合，
故答案為：3Fe₃O₄+8Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃；②③；
（5）H為Fe₃O₄，在酸性條件下，H將TcO₄^-轉(zhuǎn)化為難溶于水的TcO₂，同時(shí)得到一種難溶于水的弱堿應(yīng)為氫氧化鐵，該反應(yīng)的離子方程式為3Fe₃O₄+TcO₄^-+13H₂O+H⁺=TcO₂+9Fe（OH）₃，
故答案為：3Fe₃O₄+TcO₄^-+13H₂O+H⁺=TcO₂+9Fe（OH）₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了無(wú)機(jī)推斷，題目難度中等，側(cè)重考查鋁及其化合物性質(zhì)，明確常見(jiàn)金屬及其化合物性質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握熱化學(xué)方程式的焓變與鍵能之間的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．