Question

下圖是中學化學某些物質之間在一定條件下的相互轉化關系，已知A是一種常見的液態(tài)化合物, C、D、G、H、K是單質，其它為化合物，G、K是普通鋼中的兩種重要元素，其中K含量少，E、F對應溶液的酸堿性相反，F(xiàn)的焰色反應為黃色，請按要求作答：

（1）寫出化合物J的電子式：_______________。

（2）G³⁺比G²⁺的穩(wěn)定性的原因         ，組成D、H、K三種元素的第一電離能由大到小的順序為      （寫元素符號）。A分子中心原子的雜化方式為      ，A可與Cu²⁺形成天藍色的物質，畫出該離子的結構示意圖                ，寫出一種與化合物I 為等電子體關系的陰離子         

（3）B與足量稀硝酸反應，當參加反應的硝酸為4mol，轉移電子的物質的量為 _________mol（保留2位有效數(shù)字）。

（4）已知在200℃，101Kpa下，0.12g單質K與A完全反應生成C與I，吸收了1316 J的能量，寫出此反應的熱化學方程式：_________________________。

（5）①以Pt為電極，由I、D以及F的溶液組成原電池，則負極的電極反應為：___________。

②若用此電池電解300mL 5mol／L的氯化鈉溶液一段時間，兩極均收集到標準狀況下3.36L氣體，此時溶液的pH為_________（假設電解前后溶液體積不變化）。

③若往該電解后所得溶液中通入二氧化碳氣體4.48L（標準狀況），此時溶液中所有離子濃度的關系由大到小的順序為：_______________________

 

Answer 1

【答案】

（16分）

(1)   

(2)  Fe³⁺  的3d軌道半充滿，更穩(wěn)定 

 F>O>C         SP³        CN ^–或 C₂^2-     略（以上各1分）

(3)0.43 （2分）

(4)C(s)+ H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)  ∆H=+131.6kJ/mol（（2分）     

(5) ①CO  --  2e^－ ＋4OH^－ = CO₃^2-＋2H₂O�。�2分）     ②14  （2分） 

③c(Na^＋)＞c (Cl^－)＞c(HCO₃^—) ＞c(CO₃^2—)＞c(OH^－)＞c(H^＋) （2分） (漏寫離子不給分)

【解析】

試題分析：A是一種常見的液態(tài)化合物，為H₂O，G、K是普通鋼中的兩種重要元素，其中K含量少，則G為Fe，K為C，根據(jù)框圖可知B為Fe₃O₄，C為H₂，I為CO，E、F對應溶液的酸堿性相反，F(xiàn)的焰色反應為黃色，則J為Na₂O₂，F(xiàn)為NaOH，D為O₂，H為F₂，E為HF。

（1）J為Na₂O₂，O原子間形成共價鍵，Na⁺與O₂²‾形成離子鍵，繼而可寫出電子式。

（2）G³⁺為Fe³⁺，價電子排布為3d⁵，G²⁺為Fe²⁺，價電子排布為3d⁶，F(xiàn)e³⁺  的3d軌道半充滿，更穩(wěn)定；

（3）組成元素分別為：O、F、C，同周期主族元素，隨原子序數(shù)增大，電負性逐漸增大，所以F>O>C；A分子為H₂O，中心原子O原子的雜化方式為SP³；原子總數(shù)和價電子總數(shù)相等的分子或離子為等電子體，所以CO的等電子體有CN ^–或 C₂^2-。

（4）首先寫出化學方程式并注明狀態(tài)，然后求出∆H=+131.6kJ•mol‾¹，可寫出熱化學方程式。

（5）①以Pt為電極，由CO、O₂以及NaOH 的溶液組成原電池，負極上CO失電子，反應為：CO+4OH‾—2e‾=CO₃²‾+2H₂O。

②電解NaCl溶液：2Cl‾+2H₂O 2OH‾+Cl₂↑+H₂↑，Cl₂或H₂的體積為標準狀況下3.36L，為0.15mol，則可得OH‾濃度為0.3mol，c(OH‾)=0.3mol÷0.3L=1mol/mol，則pH=14。

③0.3mol NaOH與0.2mol CO₂ 反應：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，CO₂+NaOH=NaHCO₃，生成0.1mol Na₂CO₃和0.1mol NaHCO₃，CO₃²‾的水解程度大于HCO₃‾的水解程度，所以c(Na^＋)＞c (Cl^－)＞c(HCO₃^—) ＞c(CO₃^2—)＞c(OH^－)＞c(H^＋)。

考點：本題考查物質的推斷、電子式、電子排布、雜化方式、熱化學方程式的書寫、電極方程式、離子濃度比較、pH的計算。