Question

16．常見金屬單質(zhì)A可發(fā)生如圖1所示轉(zhuǎn)化（部分反應物、產(chǎn)物和反應條件已略去）．F是一種溫室氣體；氣體G的水溶液顯弱堿性；H是一種紅褐色的氧化物；B、C、D、E四種化合物中含有一種相同的元素．請回答下列問題：

（1）寫出G的電子式，實驗室制取G的化學方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）寫出反應I的離子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（3）反應I、Ⅱ均有清潔能源H₂產(chǎn)生．已知H₂的燃燒熱為286kJ•mol^-1，18g水蒸氣變成液態(tài)水放出44kJ的熱量．其它相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

化學鍵	O=O（g）	H-H（g）	H-O（g）
鍵能/kJ•mol-1	496	x	463

則表中x為436．
（4）寫出A與H反應的化學方程式Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，實驗測得該反應的焓變（△H）和活化能（Ea）．下列能量關(guān)系圖2合理的是②③（填寫序號）．
（5）資料顯示和H組成相似的另外一種具有磁性的物質(zhì)可用于除去地下水中的TcO₄^-（⁹⁹Tc具有放射性）．在酸性條件下，H將TcO₄^-轉(zhuǎn)化為難溶于水的TcO₂，同時得到一種難溶于水的弱堿，該反應的離子方程式為3Fe₃O₄+TcO₄^-+13H₂O+H⁺=TcO₂+9Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 F是一種溫室氣體，則F為二氧化碳氣體；金屬A能夠與燒堿溶液、鹽酸溶液反應，其中A與燒堿溶液生成的E溶液能夠與二氧化碳反應，則A為Al；H是一種紅褐色的氧化物，則H為Fe₂O₃；H能夠與金屬鋁反應生成D，且B，C，D，E四種化合物中含有一種相同的元素，則D為氧化鋁、C為氫氧化鋁；B為氯化鋁；氣體G的水溶液為堿性，則G為氨氣，據(jù)此進行解答．

解答 解：（1）氨氣分子中氮原子最外層達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，漏掉了氮原子的一對孤電子對，所以氨氣的電子式為：；固體氯化銨和固體氫氧化鈣反應的方程式為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，故答案為：；Ca（OH）₂+2NH₄Cl=CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）金屬鋁與氫氧化鈉溶液反應為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）已知H₂的燃燒熱為286kJ•mol^-1，故2mol氫氣燃燒生成2mol液態(tài)水時放出熱量為286kJ•mol^-1×2=572kJ，
18g水蒸氣變成液態(tài)水放出44kJ的熱量，2mol液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水吸收的熱量為$\frac{2mol×18g/mol}{18g}$×44kJ=88kJ，
故2mol氫氣燃燒生成2mol氣態(tài)水時放出熱量為：572kJ-88kJ=484kJ，
故熱化學方程式為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-484kJ/mol，
所以△A=反應物總鍵能-生成物總鍵能=2xkJ/mol+496kJ/mol-4×463kJ/mol=-484kJ/mol，
解得：x=436，
故答案為：436；
（4）A與H反應的化學方程式為Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，該反應是放熱反應，生成物能量低于反應物能量，結(jié)合圖象分析活化能數(shù)值大于反應焓變判斷，故圖②③符合，
故答案為：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；②③；
（5）H組成相似的另外一種具有磁性的物質(zhì)為Fe₃O₄，在酸性條件下，H將TcO₄^-轉(zhuǎn)化為難溶于水的TcO₂，同時得到一種難溶于水的弱堿應為氫氧化鐵，該反應的離子方程式為3Fe₃O₄+TcO₄^-+13H₂O+H⁺=TcO₂+9Fe（OH）₃，
故答案為：3Fe₃O₄+TcO₄^-+13H₂O+H⁺=TcO₂+9Fe（OH）₃．

點評 本題考查了無機推斷，題目難度中等，側(cè)重考查鋁及其化合物性質(zhì)，明確常見金屬及其化合物性質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握熱化學方程式的焓變與鍵能之間的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及靈活應用能力．