Question

（2012?許昌三模）X、Y、Z、W均為中學化學中常見的單質或化合物，它們之間的關系如圖所示（部分產物已略去）．
（1）若X為金屬單質，W是某強酸的稀溶液，則Z和W反應生成Y的離子方程式為

3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

．
（2）若X為非金屬單質，W是空氣的主要成分之一．它們之間轉化時能量變化如上圖a，請寫出X+W→Z的熱化學方程式：

C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.6kJ?mol^-1

．
（3）若X、Y為鹽，W為強堿，X的水溶液顯酸性，則反應Z+W→Y的離子方程式為

Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O

．
（4）若X為強堿，W為氣態(tài)氧化物．常溫時，將Y的水溶液露置于空氣中，其pH隨時間t變化可能如圖的圖b或圖c所示（不考慮W的溶解和水的揮發(fā)）．
①若圖b符合事實，則W為

CO₂

（填化學式），此時圖b中A

＞

7（填“＞”“＜”“=”）
②若圖c符合事實，則其pH變化的原因是

2HSO₃^-+O₂=2H⁺+2SO₄^2-

（用離子方程式表示）；已知圖c中B＜7，Y的焰色反應為黃色，則Y溶液中各離子濃度由大到小的順序是

c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）

．

Answer 1

分析：（1）由轉換關系知，A是變價金屬，且為常見金屬，為鐵，Y和鐵反應生成Z，Z和W反應生成Y，則Y是強氧化性酸硝酸，酸性條件下，硝酸根離子氧化亞鐵離子生成鐵離子，同時生成NO和水；
（2）若X為非金屬單質，W是空氣的主要成分之一，Y和X反應生成Z，Z和W反應生成Y，X是變價非金屬元素，為碳，W是氧氣，根據(jù)反應物、生成物和反應熱寫出熱化學反應方程式；
（3）若X、Y為鹽，X的水溶液顯酸性，說明X是強酸弱堿鹽，W為強堿，鹽和過量強堿反應生成鹽，則X是鋁鹽，Z是氫氧化鋁，Y是偏鋁酸鹽，氫氧化鋁和強堿反應生成偏鋁酸鹽；
（4）①常溫時，將Y的水溶液露置于空氣中，其pH隨時間t變化為圖b，溶液的pH不隨時間而變化，所以Y不是還原性鹽，則W是二氧化碳，Y是強堿弱酸鹽，其溶液呈堿性；
②常溫時，將Y的水溶液露置于空氣中，其pH隨時間t變化為圖c，溶液的pH隨時間的變化而減小，所以Y是還原性鹽，為亞硫酸鹽，已知圖c中B＜7，Y的焰色反應為黃色，說明Y中含有鈉元素，硫酸鈉溶液呈中性，硫酸氫鈉溶液呈酸性，所以Y是亞硫酸氫鈉，根據(jù)電荷守恒及電離程度和水解程度的關系確定溶液中離子濃度大�。�

解答：解：（1）由轉換關系知，A是變價金屬，且為常見金屬，為鐵，Y和鐵反應生成Z，Z和W反應生成Y，則Y是強氧化性酸硝酸，酸性條件下，硝酸根離子氧化亞鐵離子生成鐵離子，同時生成NO和水，離子反應方程式為3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（2）若X為非金屬單質，W是空氣的主要成分之一，Y和X反應生成Z，Z和W反應生成Y，X是變價非金屬元素，為碳，W是氧氣，根據(jù)圖a知，碳和氧氣反應生成一氧化碳的熱化學反應方程式為：C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.6 kJ?mol^-1
，故答案為：C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.6 kJ?mol^-1；
（3）X、Y為鹽，X的水溶液顯酸性，說明X是強酸弱堿鹽，W為強堿，鹽和過量強堿反應生成鹽，則X是鋁鹽，Z是氫氧化鋁，Y是偏鋁酸鹽，氫氧化鋁和強堿反應生成偏鋁酸鹽，離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）①常溫時，將Y的水溶液露置于空氣中，其pH隨時間t變化為圖b，溶液的pH不隨時間而變化，所以Y不是還原性鹽，則W是二氧化碳，Y是強堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，溶液的pH＞7，
故答案為：CO₂；＞；
②常溫時，將Y的水溶液露置于空氣中，其pH隨時間t變化為圖c，溶液的pH隨時間的變化而減小，所以Y是還原性鹽，為亞硫酸鹽，已知圖c中B＜7，Y的焰色反應為黃色，說明Y中含有鈉元素，硫酸鈉溶液呈中性，硫酸氫鈉溶液呈酸性，所以Y是亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫根離子被氧氣氧化生成硫酸，導致溶液酸性增強，溶液的pH減小，亞硫酸氫鈉溶液中鈉離子不水解，濃度最大，亞硫酸氫根離子水解但較微弱，主要以亞硫酸氫根離子存在，水和亞硫酸根離子都電離出氫離子，所以c（H⁺）＞c（SO₃^2-），溶液呈酸性，即亞硫酸氫根離子電離程度大于水解程度，所以c（SO₃^2-）＞c（OH^-），亞硫酸氫鈉溶液中各種離子濃度大小順序為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案為：2HSO₃^-+O₂=2H⁺+2SO₄^2-；c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

點評：本題考查元素化合物的特性和反應，用框圖設問可以考查學生正向思維、逆向思維、發(fā)散和收斂思維，明確常見變價元素是解本題的關鍵，注意亞硫酸鹽久置于空氣中會被氧化成硫酸鹽，為易錯點．