Question

18．A、B、C、D、E五種物質（或離子）均含有同一種元素，它們之間有如圖所示的轉化關系：
（1）若A為非金屬單質，C、D的相對分子質量相差16.0.05mol•L^-1E溶液中只有3種離子，且在25℃時，溶液中的c（H⁺）/c（OH^-）=10¹²．
①寫出E→C的一個化學方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O或C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
②在A→C的反應中，每轉移1mol e^-就會放熱 143.5kJ，該反應的熱化學方程式為S（g）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-574.0kJ/mol．
（2）若A為金屬單質，B、C均屬于鹽類，D是一種白色沉淀．
①若B水溶液呈酸性，C水溶液呈堿性，則B溶液呈酸性的原因是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺（用離子方程式表示）；
②若B溶液呈黃色，與硫氰化鉀溶液混合后顯紅色，E是一種不溶性堿．B→C的離子方程式為2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺．D→E的化學方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．選用氫碘酸與可E反應實現(xiàn)E→C的轉化，該反應的離子方程式為2Fe（OH）₃+6H⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂+6H₂O．
（3）若A～E均為含有Y元素的化合物，A是淡黃色固體，等物質的量濃度B、C兩溶液，其中C 溶液的pH較小．電解D的水溶液是最重要的工業(yè)生產之一，D→E→C是工業(yè)侯氏制堿中的主要過程．則等濃度、等體積混合的C、E兩溶液中所有離子濃度的大小關系為c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）A為金屬單質，C、D的相對分子質量相差16，0.05mol/L E溶液中只有3種離子，且且溶液中的$\frac{C（H+）}{C（OH-）}$=10¹²，則溶液中的c（H⁺）=0.1mol/L，則E為硫酸，所以A為S，C為SO₂，D為SO₃，B為氣體，應為H₂S，E→C應為濃硫酸與銅的反應或濃硫酸與碳的反應，根據(jù)元素守恒書寫化學方程式，A→C的反應為S（g）+O₂（g）═SO₂（g），每轉移1mol e^-就會放熱143.5kJ，則轉移4mol電子吸收143.5kJ×4=574.0kJ熱量，以此書寫熱化學方程式；
（2）A為單質，B、C均屬于鹽類，D是一種白色沉淀，若B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈堿性．將A的粉末與硝酸鈉溶液混合后加入足量40%的氫氧化鈉溶液，有無色刺激性氣味的氣體生成，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍，該氣體為氨氣，由轉化關系可知A為Al，C為NaAlO₂，D為Al（OH）₃；
若B溶液呈黃色，與苯酚溶液混合后顯紫色，可說明B中含有Fe³⁺，A應為Fe，C中含有Fe²⁺，E是一種不溶性堿，由轉化關系可知D為Fe（OH）₂，E為Fe（OH）₃；
（3）A-E均為化合物，A是淡黃色固體，A為Na₂O₂；B、C兩溶液在等物質的量濃度時，C溶液的pH較小，B為Na₂CO₃，C為NaHCO₃，電解D的水溶液是最重要的工業(yè)生產之一，D應為NaCl，D→E→C也是工業(yè)制備C的普遍方法，為侯氏制堿法，E為NaOH，據(jù)此答題．

解答 解：（1）A為金屬單質，C、D的相對分子質量相差16，0.05mol/L E溶液中只有3種離子，且且溶液中的$\frac{C（H+）}{C（OH-）}$=10¹²，則溶液中的c（H⁺）=0.1mol/L，則E為硫酸，所以A為S，C為SO₂，D為SO₃，B為氣體，應為H₂S，
①E→C的化學方程式為Cu+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O或C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O或C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
②A→C的反應為S（g）+O₂（g）═SO₂（g），每轉移1mol e^-就會放熱143.5kJ，則轉移4mol電子吸收143.5kJ×4=574.0kJ熱量，則反應的熱化學方程式為S（g）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-574.0 kJ/mol，
故答案為：S（g）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-574.0 kJ/mol；
（2）①A為單質，B、C均屬于鹽類，D是一種白色沉淀，若B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈堿性，則由轉化關系可知A為Al，B為AlCl₃，C為NaAlO₂，D為Al（OH）₃，B溶液呈酸性的原因是鋁離子水解使溶液呈酸性，離子方程式為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
②若B溶液呈黃色，與苯酚溶液混合后顯紫色，可說明B中含有Fe³⁺，A應為Fe，C中含有Fe²⁺，E是一種不溶性堿，由轉化關系可知D為Fe（OH）₂，E為Fe（OH）₃，B→C的離子方程式為2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，D→E的化學方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，用HI與Fe（OH）₃反應，反應的離子方程式為2Fe（OH）₃+6H⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂+6H₂O，
故答案為：2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；2Fe（OH）₃+6H⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂+6H₂O；
（3）A-E均為化合物，A是淡黃色固體，A為Na₂O₂；B、C兩溶液在等物質的量濃度時，C溶液的pH較小，B為Na₂CO₃，C為NaHCO₃，電解D的水溶液是最重要的工業(yè)生產之一，D應為NaCl，D→E→C也是工業(yè)制備C的普遍方法，為侯氏制堿法，E為NaOH，等濃度、等體積混合的C、E兩溶液中所有離子濃度的大小關系為c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點評 本題考查無機物的推斷，注意利用信息及轉化關系圖推斷各物質是解答的關鍵，習題綜合性較強，涉及熱化學反應、離子反應及溶液中物料守恒、電荷守恒的考查，題目難度中等．