Question

A、J是日常生活中常見的兩種金屬，J氧化物具有磁性．這兩種金屬和NaOH溶液組成原電池，A作負(fù)極；D和F常溫下是單質(zhì)氣體，F(xiàn)是空氣的主要成分；A、C、E和H都含A元素，其中A、E、H具有兩性．各物質(zhì)有以下（圖1）的轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)物及條件略去）．

請(qǐng)回答以下問題：
（1）寫出原電池①的負(fù)極反應(yīng)方程式

 

．
（2）常溫時(shí)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(jì)算式）．
（3）寫出②的化學(xué)方程式

 

．
（4）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時(shí)，透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察火焰呈紫色．500mLX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(qǐng)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

考點(diǎn)：無機(jī)物的推斷

專題：

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(fù)極，鐵做正極，電解質(zhì)溶液為NaOH，負(fù)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(jìn)行判斷離子關(guān)系；
（3）反應(yīng)②為工業(yè)合成氨的重要反應(yīng)，反應(yīng)為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
（4）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時(shí)，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(jì)算．

解答： 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(fù)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(fù)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）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(jià)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

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
（4）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時(shí)，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(jì)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：

0.5mol

0.5L

=1mol/L，
故答案為：明礬或白礬；1mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素化合物推斷，同時(shí)考查電化學(xué)、鹽類的水解等知識(shí)，具有較高的綜合度，本題具有一定的難度．