Question

甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖．已知甲是一種導(dǎo)致鋼鐵生銹及許多還原性物質(zhì)變質(zhì)的單質(zhì)，化合物乙、丙、丁均含有第三周期一種相同元素R．
（1）鋼鐵因甲而生銹時的正極反應(yīng)式為

 

．
（2）若乙是難溶于水的酸性氧化物．則①R的原子結(jié)構(gòu)示意圖

 

．②乙的一種重要用途是

 

．
（3）若2乙（g）+甲（g）?2丙（g） 是工業(yè)生產(chǎn)中重要反應(yīng)之一．
恒容條件下，一定量的乙和甲發(fā)生反應(yīng)，不同溫度下乙的轉(zhuǎn)化率如下表所示：

溫度/℃	400	450	500	550	600	650
轉(zhuǎn)化率/%	99.2	97.5	93.5	85.6	73.7	58.5

若400℃和500℃的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，則K₁

 

K₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）若丙是離子化合物，且陰離子含金屬元素R．
①工業(yè)上由乙制取R的單質(zhì)伴隨的能量主要轉(zhuǎn)化形式是：

 

能轉(zhuǎn)化為

 

能．
②R的單質(zhì)與MnO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
③染料工業(yè)排放的廢水中含有大量有毒的NO₂?，可以在堿性條件下加入R的單質(zhì)除去（加熱處理后的廢水，會產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體）．除去NO₂?（有丙的陰離子生成）的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：無機(jī)物的推斷

專題：

分析：甲是一種導(dǎo)致鋼鐵生銹及許多還原性物質(zhì)變質(zhì)的單質(zhì)，則甲為O₂，化合物乙、丙、丁均含有第三周期一種相同元素R．
（1）鋼鐵因甲而生銹時，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極獲得電子生成氫氧根離子；
（2）若乙是難溶于水的酸性氧化物，則乙為SiO₂，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，丙為可溶性硅酸鹽、丁為H₂SiO₃；
（3）若2乙（g）+甲（g）?2丙（g），是工業(yè)生產(chǎn)中重要反應(yīng)之一，為二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，可推知乙為SO₂，丙為SO₃，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，丁為H₂SO₄．由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度乙的轉(zhuǎn)化率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動，據(jù)此判斷解答；
（4）若丙是離子化合物，且陰離子含金屬元素R，則丙為偏鋁酸鹽，R為Al元素，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，乙為Al₂O₃，丁為Al（OH）₃．

解答： 解：甲是一種導(dǎo)致鋼鐵生銹及許多還原性物質(zhì)變質(zhì)的單質(zhì)，則甲為O₂，化合物乙、丙、丁均含有第三周期一種相同元素R．
（1）鋼鐵因甲而生銹時，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極獲得電子生成氫氧根離子，正極電極反應(yīng)式為：2H₂O+4e^-+O₂=4OH^-，故答案為：2H₂O+4e^-+O₂=4OH^-；
（2）若乙是難溶于水的酸性氧化物，則乙為SiO₂，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，丙為可溶性硅酸鹽、丁為H₂SiO₃，則：①R為Si元素，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，②乙為二氧化硅，可以制造光導(dǎo)纖維或生產(chǎn)玻璃等，故答案為：；制造光導(dǎo)纖維或生產(chǎn)玻璃等；
（3）若2乙（g）+甲（g）?2丙（g），是工業(yè)生產(chǎn)中重要反應(yīng)之一，為二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，可推知乙為SO₂，丙為SO₃，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，丁為H₂SO₄，
由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度乙的轉(zhuǎn)化率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，平衡常數(shù)若400℃和500℃的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，則K₁＞K₂，故答案為：＞；
（4）若丙是離子化合物，且陰離子含金屬元素R，則丙為偏鋁酸鹽，R為Al元素，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，乙為Al₂O₃，丁為Al（OH）₃，則：
①工業(yè)上電解熔融的氧化鋁冶煉Al，則制取Al的單質(zhì)伴隨的能量主要轉(zhuǎn)化形式是：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故答案為：電；化學(xué)；
②Al的單質(zhì)與MnO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Al+3MnO₂

高溫  .

2Al₂O₃+3Mn，故答案為：4Al+3MnO₂

高溫  .

2Al₂O₃+3Mn；
③染料工業(yè)排放的廢水中含有大量有毒的NO₂^-，可以在堿性條件下加入Al的單質(zhì)除去，加熱處理后的廢水，會產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，生成氨氣，有丙的陰離子生成，即還生成偏鋁酸根，該反應(yīng)的離子方程式為：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃．H₂O，故答案為：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃．H₂O．

點(diǎn)評：本題以無機(jī)物推斷為載體，考查元素化合物性質(zhì)、常用化學(xué)用語、化學(xué)平衡與平衡常數(shù)影響因素、離子方程式等，難度中等，注意對基礎(chǔ)知識的全面掌握．