Question

2．A、B、C、D均為中學化學中常見的物質(zhì)，它們之間轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖（部分產(chǎn)物已略去）：A$→_{一定條件}^{+D}$B$→_{一定條件}^{+D}$C
試回答：
（1）若D是具有氧化性的單質(zhì)，則屬于主族的金屬A為Na （填元素符號），C的電子式為
（2）若A是某物質(zhì)的稀溶液，D是金屬，C溶液在儲存時應加入少量D，其理由是（用必要的文字和離子方程式表示）加入少量鐵，發(fā)生反應2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺；D在潮濕的空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕，寫出腐蝕時原電池正極的電極反應式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物，在溶液中A和C反應生成B．請寫出B轉(zhuǎn)化為C的所有可能的離子方程式Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O或Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．化合物B經(jīng)過一系列反應可以得到單質(zhì)E，將一定質(zhì)量的Mg和E 的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體．待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示．則固體混合物中Mg的質(zhì)量為3.6g；NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5mol/L．硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol/L．

Answer 1

分析 （1）若D是具有氧化性的單質(zhì)，A為主族的金屬，鈉與氧氣的反應符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，即A為Na，B為Na₂O，D為O₂，C為Na₂O₂；
（2）若A是某物質(zhì)的稀溶液，D是金屬．說明金屬具有變價，稀溶液具有氧化性，推斷為：HNO₃→Fe（NO₃）₃ →Fe（NO₃）₂，所以A為Cl₂、D為Fe，、B為FeCl₂、C為FeCl₂，據(jù)此解答；
（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物，在溶液中A和C反應生成B，應含有Al元素，可推知A為偏鋁酸鹽、D為強酸、B為氫氧化鋁、C為鋁鹽（或者A為鋁鹽、D為強堿、B為氫氧化鋁、C為偏鋁酸鹽）．

解答 解：（1）若D是具有氧化性的單質(zhì)，A為主族的金屬，則A為Na，B為Na₂O，D為O₂，C為Na₂O₂，C的電子式為，
故答案為：Na；；
（2）若D是金屬，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，D為變價金屬，A具有強氧化性，可推知A為氯氣、D為Fe，、B為FeCl₂、C為FeCl₂，則：FeCl₂溶液在儲存時應加入少量Fe，其理由是：加入少量鐵，發(fā)生反應2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e在潮濕的空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕，原電池正極的電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：加入少量鐵，發(fā)生反應2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物，在溶液中A和C反應生成B，應含有Al元素，可推知A為偏鋁酸鹽、D為強酸、B為氫氧化鋁、C為鋁鹽（或者A為鋁鹽、D為強堿、B為氫氧化鋁、C為偏鋁酸鹽），則：B轉(zhuǎn)化為C的所有可能的離子方程式為：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O 或Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；化合物Al（OH）₃經(jīng)過一系列反應可以得到單質(zhì)E為Al，將一定質(zhì)量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體，待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，由圖可知，200～240mL為氫氧化鋁與氫氧化鈉反應，可知n[Mg（OH）₂]=0.15mol，根據(jù)Mg元素守恒可知：m（Mg）=0.15mol×24g/mol=3.6g，沉淀最大時為氫氧化鎂、氫氧化鋁，故n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根據(jù)電荷守恒可知，20～200mL消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量等金屬提供電子物質(zhì)的量，故n（NaOH）=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol，則c（NaOH）=$\frac{0.9mol}{0.2L-0.02L}$=5mol/L，n（H₂SO₄）=$\frac{1}{2}$×5mol/L×0.2L=0.5mol，所以c（H₂SO₄）=$\frac{05mol}{0.5L}$=1mol/L，
故答案為：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O 或Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；3.6g；5mol/L；1mol/L．

點評 本題考查無機物推斷，屬于開放性題目，需要學生熟練掌握元素化合物知識，（3）中計算關(guān)鍵清楚個階段發(fā)生的反應，注意利用守恒思想解答，難度中等．