Question

（2012?天津模擬）A、B、C、D、E是中學(xué)化學(xué)常見的5種化合物，其中A、B是氧化物，單質(zhì)X、Y是生活中常見的金屬，試劑1和試劑2分別為常見的酸或堿．相關(guān)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示（部分反應(yīng)物與產(chǎn)物已略去）：

請(qǐng)回答：
（1）①組成單質(zhì)X的元素原子結(jié)構(gòu)示意圖是

；
②組成單質(zhì)Y的元素在周期表中的位置

第四周期第 VIII族

．
（2）若試劑1為強(qiáng)堿溶液，則X與試劑1反應(yīng)的離子方程式是

2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑

．
（3）①若試劑1和試劑2相同，且E溶液加熱蒸干并灼燒后可得到A，則A的化學(xué)式是

Fe₂O₃

．
②將物質(zhì)C溶于水，其溶液呈

酸性

（填“酸性”、“中性”或“堿性”），原因用離子方程式可表示為

Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺

．
（4）若試劑2為稀硫酸，工業(yè)上以E、稀硫酸和NaNO₂為原料制備高效凈水劑Y（OH）SO₄，且反應(yīng)中有NO生成，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

2FeSO₄+2NaNO₂+H₂SO₄=2Fe（OH）SO₄+Na₂SO₄+2NO↑

．
（5）請(qǐng)將D+Y→E的過程設(shè)計(jì)成一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定電流的原電池裝置（使用鹽橋），在框格內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖，并在圖中標(biāo)出電極和試劑的名稱．

Answer 1

分析：（1）A、B是氧化物，單質(zhì)X、Y是生活中常見的金屬，則該反應(yīng)是鋁熱反應(yīng)，X的鋁，Y是鐵，A是氧化鐵，B是氧化鋁，根據(jù)原子核外電子畫出X原子結(jié)構(gòu)示意圖判斷Y在周期表中的位置；
（2）若試劑1為強(qiáng)堿，鋁和強(qiáng)堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和氫氣；
（3）①若試劑1和試劑2相同，且E溶液加熱蒸干并灼燒后可得到A，則A是氧化鐵；
②根據(jù)鹽的類型確定其溶液的酸堿性；
（4）根據(jù)反應(yīng)物、生成物寫出反應(yīng)方程式；
（5）失電子的金屬作負(fù)極，不如負(fù)極材料活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，負(fù)極上失電子，正極上得電子，據(jù)此設(shè)計(jì)原電池．

解答：解：（1）①A、B是氧化物，單質(zhì)X、Y是生活中常見的金屬，則該反應(yīng)是鋁熱反應(yīng)，X的鋁，Y是鐵，A是氧化鐵，B是氧化鋁，X原子核外有13個(gè)電子，根據(jù)電子排布規(guī)律知，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為：；
故答案為：；
②Y是26號(hào)元素，該原子核外有4個(gè)電子層，最外層有2個(gè)電子，位于第四周期第VIII族，
故答案為：第四周期第 VIII族；
（2）若試劑1為強(qiáng)堿溶液，鋁和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和氫氣，其離子反應(yīng)方程式為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）①若試劑1和試劑2相同，則試劑為酸溶液，且E溶液加熱蒸干并灼燒后可得到A，則該酸必須是鹽酸，加熱氯化亞鐵溶液，氯化亞鐵和氧氣反應(yīng)生成氯化鐵，氯化鐵水解生成氫氧化鐵，灼燒氫氧化鐵得到氧化鐵，則A的化學(xué)式是Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
②氯化鋁是強(qiáng)酸弱堿鹽，鋁離子水解導(dǎo)致溶液中氫離子濃度大于氫氧根離子濃度，所以其溶液呈酸性，
故答案為：酸性，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
（4）若試劑2為稀硫酸，E是硫酸亞鐵，工業(yè)上以硫酸亞鐵、稀硫酸和NaNO₂為原料制備高效凈水劑Fe（OH）SO₄，且反應(yīng)中有NO生成，則亞鐵離子被氧化生成鐵離子，所以其反應(yīng)方程式為：2FeSO₄+2NaNO₂+H₂SO₄=2Fe（OH）SO₄+Na₂SO₄+2NO↑，故答案為：2FeSO₄+2NaNO₂+H₂SO₄=2Fe（OH）SO₄+Na₂SO₄+2NO↑；
（5）D中含有鐵離子，Y是Fe，E中含有亞鐵離子，將D+Y→E的過程設(shè)計(jì)成一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定電流的原電池裝置（使用鹽橋），則必須是鐵作負(fù)極，且負(fù)極的電解質(zhì)溶液是硫酸亞鐵溶液，可以選石墨作正極，正極的電解質(zhì)溶液是硫酸鐵溶液，所以其裝置圖為：
，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素化合物的推斷及物質(zhì)的性質(zhì)，正確推斷元素是解本題關(guān)鍵，原電池的設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)難點(diǎn)，根據(jù)原電池原理來設(shè)計(jì)即可，難度中等．