Question

11．A、B、C、D、E 分別代表中學(xué)化學(xué)中的常見物質(zhì)，請根據(jù)題目要求回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)室常用A的飽和溶液制備微粒直徑為1nm-l00nm的紅褐色液相分散系．則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeCl₃+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3HCl，將A 的溶液加熱蒸干并灼燒，得到固體的化學(xué)式為：2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．
（2）B為地殼中含量最高的金屬元素的氯化物，向50.0mL，6mol/L的B溶液中逐滴滴入100ml 某濃度的KOH溶液，若產(chǎn)生7.8g白色沉淀，則加入的KOH溶液的濃度可能為3mol/L或11mol/L．
（3）將A、B中兩種金屬元素的單質(zhì)用導(dǎo)線連接，插入一個(gè)盛有KOH溶液的燒杯中構(gòu)成原電池，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Al-3e^-+4OH^-=AlO2^-+2H₂O．
（4）C、D、E均是短周期中同一周期元素形成的單質(zhì)或化合物，常溫下D為固體單質(zhì)，C和E均為氣態(tài)化合物，且可發(fā)生反應(yīng)：C+D$\stackrel{高溫}{→}$E．則：
①寫出C 的電子式：．
②將一定量的氣體C通入某濃度的KOH溶液得溶液F，向F溶液中逐滴滴入稀鹽酸，加入n（HCl）與生成n（C）的關(guān)系如圖所示，則生成F 的離子方程式CO₂+2OH^-=CO₃^2-+2H₂O，F(xiàn) 中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）紅褐色液相分散系是Fe（OH）₃膠體，則A的飽和溶液是FeCl₃飽和溶液，F(xiàn)eCl₃飽和溶液在加熱條件下水解生成氫氧化鐵膠體，HCl具有揮發(fā)性，加熱促進(jìn)HCl揮發(fā)，從而促進(jìn)FeCl₃水解，蒸干時(shí)得到固體Fe（OH）₃，灼燒Fe（OH）₃得到Fe₂O₃；
（2）地殼中含量最高的金屬元素是Al，則B為AlCl₃，根據(jù)若堿不足，只發(fā)生Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓來計(jì)算，若堿與鋁離子的物質(zhì)的量之比大于3：1，小于4：1，發(fā)生Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O來計(jì)算；
（3）Al-Fe-KOH溶液原電池，其中Al為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，負(fù)極電極反應(yīng)式為Al-3e^-+4OH^-=AlO2^-+2H₂O；
（4）C、D、E均是短周期中同一周期元素形成的單質(zhì)或化合物，常溫下D為固體單質(zhì)，C和E均為氣態(tài)化合物，C+D$\stackrel{高溫}{→}$E，只可能為C、N、O三元素組成的化合物，綜合分析可知：C為CO₂，D為碳，E為CO，以此解答該題．

解答 解：（1）紅褐色液相分散系是Fe（OH）₃膠體，則A的飽和溶液是氯化鐵飽和溶液，F(xiàn)eCl₃飽和溶液在加熱條件下水解生成氫氧化鐵膠體，化學(xué)方程式為FeCl₃+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3HCl，HCl具有揮發(fā)性，加熱促進(jìn)HCl揮發(fā)，從而促進(jìn)FeCl₃水解，蒸干時(shí)得到固體Fe（OH）₃，灼燒Fe（OH）₃得到Fe₂O₃，化學(xué)方程式為反應(yīng)方程式為2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O，所以最終得到的固體是Fe₂O₃，
故答案為：FeCl₃+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（膠體）+3HCl；2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O；
（2）地殼中含量最高的金屬元素是Al，則B為AlCl₃，
沉淀的質(zhì)量是7.8g，其物質(zhì)的量為$\frac{7.8g}{78g/mol}$=0.1mol，
①若堿不足，由Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓可知，
KOH的物質(zhì)的量為0.1mol×3=0.3mol，
其物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.3mol}{0.1L}$=3mol/L；
②堿與鋁離子的物質(zhì)的量之比大于3：1，小于4：1，
則由    Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
       0.3mol 0.9mol  0.3mol
      Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O
（0.3-0.1）mol  0.2mol
則消耗的堿的物質(zhì)的量為0.9mol+0.2mol=1.1mol，
其物質(zhì)的量濃度為$\frac{1.1mol}{0.1L}$=7mol/L；
故答案為：3mol/L或11mol/L；
（3）Al-Fe-KOH溶液原電池，Al和氫氧化鈉溶液能發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，因此Al為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，負(fù)極電極反應(yīng)式為Al-3e^-+4OH^-=AlO2^-+2H₂O，
故答案為：Al-3e^-+4OH^-=AlO2^-+2H₂O；
（4）C、D、E均是短周期中同一周期元素形成的單質(zhì)或化合物，常溫下D為固體單質(zhì)，C和E均為氣態(tài)化合物，C+D$\stackrel{高溫}{→}$E，只可能為C、N、O三元素組成的化合物，綜合分析可知：C為CO₂，D為碳，E為CO，
①CO₂中C和O之間以雙鍵相連接，電子式為，
故答案為：；
②橫坐標(biāo)2-4之前，發(fā)生HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，消耗HCl為4mol-2mol=2mol，說明HCO₃^-是2mol，橫坐標(biāo)1-2之間發(fā)生反應(yīng)CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，生成2molHCO₃^-需要消耗2molHCl和2molCO₃^2-，故溶液F為Na₂CO₃溶液，生成F的離子方程式為CO₂+2OH^-=CO₃^2-+2H₂O；
溶液中CO₃^2-水解，溶液呈堿性，故c （Na⁺）＞c（CO₃^2-）、c（OH^-）＞c（H⁺），而HCO₃^-也水解，且水也電離產(chǎn)生OH^-，故c（OH^-）＞c（HCO₃^-），堿性條件下c（H⁺）很小，故離子濃度大小c （Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+2H₂O；c （Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評 本題比較綜合，涉及無機(jī)物推斷、化學(xué)計(jì)算、原電池、鹽類水解等，推斷元素化合物是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．