Question

3．（1）對于中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)：鈉、鐵、氧化鈉、過氧化鈉、二氧化硫、二氧化氮．根據(jù)它們在一定條件下能否與H₂O發(fā)生氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的分類如下：

請回答下列問題：
①淡黃色固體屬于丁（從“甲～丁”選填）組，乙組中物質(zhì)包括（填寫電子式）．
②甲組中的物質(zhì)能使溴水褪色，其反應(yīng)的離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-．
③丙組中的某一物質(zhì)須在高溫時(shí)才能與水蒸氣反應(yīng)，其化學(xué)方程式為3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．另一物質(zhì)投入足量的Ca（HCO₃）₂溶液中反應(yīng)產(chǎn)生氣體和沉淀，寫出生成沉淀的離子方程式為2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，OH^-+HCO₃^-+Ca²⁺=H₂O+CaCO₃↓．
（2）用于金屬焊接的某種焊條，其藥皮由大理石、水泥、硅鐵等配制而成．
①Al與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．
②焊接過程中，藥皮在高溫下產(chǎn)生了熔渣和使金屬不被氧化的氣體，該氣體是CO₂．
③經(jīng)處理后的熔渣36.0g（僅含F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃、SiO₂），加入足量稀鹽酸，分離得到11.0g固體；濾液中加入過量NaOH溶液，分離得到21.4g固體；則此熔渣中Al₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)它們在一定條件下能否與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)進(jìn)行分類，鈉（Na）、鐵（Fe）、氧化鈉（Na₂O）、過氧化鈉（Na₂O₂）、二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）等中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)；依據(jù)分組后的性質(zhì)分析判斷，甲組、與水反應(yīng)生成的溶液呈酸性，二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）；乙組生成物水溶液呈堿性為鈉（Na）、氧化鈉（Na₂O）、過氧化鈉（Na₂O₂）；丙組水是氧化劑為：鈉（Na）、鐵（Fe）；丁組與水反應(yīng)水即不是氧化劑也不是還原劑的是：過氧化鈉（Na₂O₂）、二氧化氮（NO₂），據(jù)此分析回答問題；
（2）①Al與NaOH溶液反應(yīng)偏鋁酸鈉和氫氣；
②由藥皮的成分和物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行推斷產(chǎn)生的使金屬不被氧化的氣體成分；
③36.0g（僅含F(xiàn)e₂O₃、Al₂O₃、SiO₂）加入足量稀鹽酸，二氧化硅不和鹽酸反應(yīng)，所以分離得到11.0g的固體是二氧化硅，濾液中加入過量NaOH溶液，分離得到21.4g固體是氫氧化鐵，根據(jù)鐵原子守恒計(jì)算氧化鐵的質(zhì)量，剩余的質(zhì)量就是氧化鋁，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：根據(jù)它們在一定條件下能否與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)進(jìn)行分類，鈉（Na）、鐵（Fe）、氧化鈉（Na₂O）、過氧化鈉（Na₂O₂）、二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）等中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)；依據(jù)分組后的性質(zhì)分析判斷，甲組、與水反應(yīng)生成的溶液呈酸性，二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）；乙組生成物水溶液呈堿性為鈉（Na）、氧化鈉（Na₂O）、過氧化鈉（Na₂O₂）；丙組水是氧化劑為：鈉（Na）、鐵（Fe）；丁組與水反應(yīng)水即不是氧化劑也不是還原劑的是：過氧化鈉（Na₂O₂）、二氧化氮（NO₂），
（1）①淡黃色固體是過氧化鈉，屬于丁組物質(zhì)，B組中物質(zhì)生成物水溶液呈堿性為Na₂O，電子式為：，故答案為：��；；
②甲組中的物質(zhì)能使溴水褪色，應(yīng)為還原性的二氧化硫，其反應(yīng)的離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
③丙組中的某一物質(zhì)須在加熱時(shí)才能與水蒸氣反應(yīng)為Fe，鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；另一物質(zhì)投入足量的Ca（HCO₃）₂溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，OH^-+HCO₃^-+Ca²⁺=H₂O+CaCO₃↓；
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，OH^-+HCO₃^-+Ca²⁺=H₂O+CaCO₃↓；
（2）①Al與NaOH溶液反應(yīng)偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
②由藥皮的成分大理石、水泥、硅鐵可知，在高溫下只有大理石才分解產(chǎn)生CO₂，因此氣體只能是CO₂氣體，
故答案為：CO₂；
③熔渣中只有SiO₂與鹽酸不反應(yīng)，因此11.0g是SiO₂的質(zhì)量．Fe₂O₃、Al₂O₃溶于鹽酸分別生成FeCl₃、AlCl₃，當(dāng)濾液中加入過量NaOH溶液時(shí)AlCl₃生成NaAlO₂，F(xiàn)eCl₃生成Fe（OH）₃沉淀．所以21.4g固體是Fe（OH）₃的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為：$\frac{21.4g}{107g/mol}$=0.2mol，由鐵原子守恒知Fe₂O₃的物質(zhì)的量為0.1mol，其質(zhì)量為0.1mol×160g•mol^-1=16.0g，
熔渣中Al₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 $\frac{（36.0-11.0-16.0）g}{36.0g}$×100%=25%，
故答案為：25%．

點(diǎn)評 本題易氧化還原反應(yīng)為載體考查了元素化合物知識，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分析解答即可，注意過氧化鈉中O元素化合價(jià)，注意鐵和水蒸氣反應(yīng)生成物，這些都是易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．