Question

如圖1，A、J是日常生活中常見的兩種金屬，這兩種金屬和NaOH組成原電池，A作負極；F常溫下是氣體，各物質(zhì)有以下的轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)物及條件略去）．

請回答以下問題：
（1）寫出原電池的負極反應(yīng)方程式______．
（2）常溫時pH=12的C溶液中，溶質(zhì)的陽離子與溶質(zhì)的陰離子濃度之差為______（寫出計算式）；相同條件下，等濃度的C溶液與CH₃COONa溶液中，C的陰離子與CH₃COO^-濃度的大小關(guān)系：前者______后者（用“＞”、“＜”或“=”表示）．
（3）金屬A的氯化物沸點較低，又易升華，能否電解這種熔融氯化物來生產(chǎn)A？______．原因是______．
（4）寫出②的化學(xué)方程式______．
（5）寫出A→J反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（6）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色．則：
①水溶液與NaHCO₃溶液混合，反應(yīng)的離子方程式為：______
②500mLX的溶液與Ba（OH）₂反應(yīng)生成沉淀的質(zhì)量與加入Ba（OH）₂物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2：請回答：X晶體的俗名為______；其溶液的物質(zhì)的量濃度為______mol/L．

Answer 1

解：（1）題中H→A為工業(yè)冶煉金屬鋁，A→J為鋁熱反應(yīng)，為推斷題的突破口，依次可知C→E→H→A→J的轉(zhuǎn)化是中學(xué)化學(xué)中常見反應(yīng)，為AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe之間的轉(zhuǎn)化，該原電池是鋁做負極，鐵做正極，電解質(zhì)溶液為NaOH，可以推知：A為Al，C為NaAlO，E為Al（OH）₃，H為Al₂O₃，J為Fe，M為FeS，原電池中，Al做負極被氧化，在堿性溶液中生成AlO₂^-，電極反應(yīng)式為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C為NaAlO₂，根據(jù)溶液呈電中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）可知：c（Na⁺）-c（AlO₂^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=10^-2-10^-12 mol/L，故答案為：10^-2-10^-12 mol/L或c（OH^-）-c（H⁺）；
（3）金屬A的氯化物為AlCl₃，為共價化合物在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，故答案為：否；因為A的氯化物熔沸點低，據(jù)此判斷它的晶體為分子晶體，在熔融態(tài)時不電離，不能被電解；
（4）原電池正極生成H₂，即D為H₂，則G為氫化物，由G→I→K的轉(zhuǎn)化可知該氫化物中存在變價非金屬元素，應(yīng)為N元素，故G為NH₃，I為NO，K為NO₂，L為HNO₃，反應(yīng)②為工業(yè)合成氨的重要反應(yīng)，反應(yīng)為：4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O
（5）反應(yīng)A→J為鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)為：Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃ 故答案為：Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃
（6）①AlCl₃水溶液與NaHCO₃溶液反應(yīng)相互促進的水解，反應(yīng)為Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，該反應(yīng)為泡沫滅火器的反應(yīng)原理，故答案為：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色，說明鹽中含有鋁元素和鉀元素，為明礬，俗稱為明礬或白礬；
根據(jù)反應(yīng)計算：
Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄
1mol 233g
n 233g
則n=1mol，根據(jù)SO₄^2-離子的守恒可知500mLKAl（SO₄）₂的溶液中含有溶質(zhì)的物質(zhì)的量為0.5mol，
故濃度為：=1mol/L，故答案為：明礬或白礬；1mol/L．
分析：（1）題中C→E→H→A→J的轉(zhuǎn)化是中學(xué)化學(xué)中常見反應(yīng)，H→A為工業(yè)冶煉金屬鋁，A→J為鋁熱反應(yīng)，故應(yīng)為AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe的反應(yīng)，該原電池是鋁做負極，鐵做正極，電解質(zhì)溶液為NaOH，負極上發(fā)生的反應(yīng)為：
Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C為NaAlO₂，根據(jù)溶液呈電中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），進行判斷離子關(guān)系；
（3）根據(jù)AlCl₃為共價化合物在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電進行分析；
（4）反應(yīng)②為工業(yè)合成氨的重要反應(yīng)，反應(yīng)為：4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O；
（5）反應(yīng)A→J為鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)為：Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃；
（6）①根據(jù)弱酸的陰離子和弱堿的陽離子發(fā)生相互促進的水解來書寫離子方程式；
②含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色，說明鹽中含有鋁元素和鉀元素，為明礬，根據(jù)圖象判斷反應(yīng)的物質(zhì)的量的關(guān)系，以此計算．
點評：本題考查元素化合物推斷，同時考查電化學(xué)、晶體類型的判斷、鹽類的水解等知識，具有較高的綜合度，本題具有一定的難度．