Question

【題目】A、B、C、D、 E、F六種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關系如下圖所示（反應條件未標出），其中反應①是置換反應，B、C、F都是氣態(tài)單質(zhì)，且B為黃綠色：反應③中有水生成，反應②需要放電才能發(fā)生，A是—種極易溶于水的氣體，A和D相遇有白煙生成。

(1)反應③的化學方程式為_______________________________________________。

(2)反應①中每生成1 molC，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_______________________________。

(3)A與D的水溶液恰好完全反應時，其生成物的水溶液呈性___________（填“酸”“堿”或“中’’），該水溶液中存在著如下關系，用粒子濃度符號填寫：

①c(H＋)+_________＝c(OH－)+_____________；

②c(H＋)＝c(OH－)+_____________。

(4)元素X與組成B的元素同周期，X的單質(zhì)既可與酸反應也可與堿反應且都生成H2，則

①X的單質(zhì)與堿反應的離子方程式____________________________________；

②X、空氣、海水可以組成新型海水標志燈的電池。該種燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使X不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。則該新型電池的正極的電極反應式為___________________________；原電池的總反應方程式為__________________________。

Answer 1

【答案】4NH3＋5O24NO＋6H2O 3.612×1024 酸 c(NH4＋) c(Cl－) c(NH3·H2O) 2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3

【解析】

B、C、F都是氣態(tài)單質(zhì)，且B為黃綠色，因此B是氯氣。A是—種極易溶于水的氣體，A和D相遇有白煙生成，這說明A應該是氨氣，D是氯化氫。由于氯氣具有強氧化性，且反應①是置換反應，因此反應①是氯氣與氨氣發(fā)生的氧化還原反應，生成物是氮氣與氯化氫，其中C是氮氣。反應②需要放電才能發(fā)生，因此F是氧氣，在放電的條件下與氮氣反應生成NO，則E是NO。反應③中有水生成，所以該反應是氨氣與氧氣發(fā)生的催化氧化生成NO與水，結(jié)合題目要求和物質(zhì)的性質(zhì)可解答該題。

B、C、F都是氣態(tài)單質(zhì)，且B為黃綠色，因此B是氯氣。A是—種極易溶于水的氣體，A和D相遇有白煙生成，這說明A應該是氨氣，D是氯化氫。由于氯氣具有強氧化性，且反應①是置換反應，因此反應①是氯氣與氨氣發(fā)生的氧化還原反應，生成物是氮氣與氯化氫，其中C是氮氣。反應②需要放電才能發(fā)生，因此F是氧氣，在放電的條件下與氮氣反應生成NO，則E是NO。反應③中有水生成，所以該反應是氨氣與氧氣發(fā)生的催化氧化生成NO與水，

（1）反應③的化學方程式為4NH3＋5O24NO＋6H2O；

（2）在反應①中氮元素的化合價從－3價升高到0價失去3個電子，因此每生成1mol氮氣轉(zhuǎn)移6mol電子，其電子數(shù)為6.02×1023/mol×6mol＝3.612×1024；

（3）鹽酸與氨水恰好反應時生成氯化銨，由于溶液中NH4＋水解，所以溶液顯酸性；

①根據(jù)電荷守恒可知，在氯化銨溶液中存在c(H＋) + c(NH4＋)＝c(OH－)+ c(Cl－)；

②根據(jù)物料守恒可知c(Cl－)＝c(NH3·H2O)+ c(NH4＋)，則根據(jù)電荷守恒可知，溶液中c(H＋)＝c(OH－)+ c(NH3·H2O)；

（4）元素X與組成B的元素同周期，X的單質(zhì)既可與酸反應也可與堿反應且都生成H2，則X應該是金屬鋁；

①鋁單質(zhì)與堿反應的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑；

②原電池中較活潑的金屬失去電子，發(fā)生氧化反應，電子沿導線傳遞到正極，正極得到電子發(fā)生還原反應。所以該原電池中負極是鋁，正極是氧氣得到電子，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－＝4OH－。由于負極是鋁失去電子，產(chǎn)生的鋁離子與OH－結(jié)合生成氫氧化鋁，所以總反應式為4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3。