Question

【題目】A—J是中學化學中常見的物質，它們之間的轉化關系如下框圖所示（部分產物已略去）。已知A是一種高熔點物質，J是一種紅褐色沉淀。C與D高溫下的反應在工業(yè)生產上常用于焊接鋼軌。

請回答下列問題：

(1)A的化學式為___________。

(2)往H溶液中通入足量CO2，發(fā)生反應的離子方程式是___________________。

G→J的化學方程式為________________________________________。

(3) 實驗證明，硝酸發(fā)生氧化還原反應時，硝酸越稀對應還原產物中氮元素的化合價越低。某同學取-定量的C、E合金與一定量的很稀的硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出。在反應結束后的溶液中，逐滴加入一定濃度的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉的物質的量與產生的沉淀的物質的量（mol）的關系如圖所示。

試回答下列問題：

①圖中OC段沒有沉淀生成，此階段發(fā)生的離子反應方程式為：_________________。

②在DE段沒有沉淀的物質的量沒有變化，則此階段發(fā)生反應的離子方程式為：___________；

③B點對應的沉淀量為_______ mol，C點對應的橫坐標為________mol。

Answer 1

【答案】Al2O3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓ +HCO3- 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 H++OH-====H2O NH4++OH-==NH3·H2O 8.0×10-3或0.008 7

【解析】

J是一種紅褐色沉淀，則推出J為氫氧化鐵。A是一種高熔點物質，電解A得到B與C，C與D高溫下的反應在工業(yè)生產上常用于焊接鋼軌，考慮C與D的反應為鋁熱反應，則A為Al2O3，由轉化關系C+ Fe2O3A+E，所以C是Al，E是Fe；A能與氫氧化鈉溶液、鹽酸反應，A為Al2O3，符合轉化關系，故B為O2 ；A與氫氧化鈉溶液生成H，A與鹽酸反應生成I，故H為NaAlO2 ，I為AlCl3 ；E(Fe)與鹽酸反應生成F，故F為FeCl2 ，F(FeCl2溶液)中加入氨水生成G，G在O2存在時加熱反應產生Fe(OH)3，Fe(OH)3加熱分解產生D，故G為Fe(OH)2 ，D為Fe2O3，據此分析（1）、（2）問。

（3）根據圖像分析易知，OC段式過量的硝酸消耗氫氧化鈉所致，生成沉淀后，DE段沉淀量保持不變，說明銨根消耗氫氧根離子，隨后，氫氧化鋁沉淀被過量的氫氧化鈉溶解，而氫氧化鐵沉淀則不能被溶解，結合元素守恒分析計算。

根據上述分析可知，

（1）A為氧化鋁，其化學式為Al2O3；

（2）H為NaAlO2，往H溶液中通入足量CO2會生成偏鋁酸鈉和碳酸氫鈉，發(fā)生反應的離子方程式為：AlO2- +CO2+2H2O=Al(OH)3↓ +HCO3-；G→J是Fe(OH)2被氧化為Fe(OH)3，反應方程式為：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；故答案為：AlO2- +CO2+2H2O=Al(OH)3↓ +HCO3-；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

（3）①圖中OC段沒有沉淀生成，說明硝酸過量，所以反應的方程式是H++OH-====H2O。

②由于溶液中的金屬陽離子首先和氫氧化鈉反應，當沉淀達到最大值時，氫氧化再和溶液中的NH4＋反應，所以DE段反應的方程式是NH4+ +OH-====NH3·H2O；

③根據圖像可知，溶液中NH4＋的物質的量是0.012mol，所以反應中轉移電子是0.012mol×8＝0.096mol。金屬鋁是0.008mol，失去電子是0.024mol，所以根據電子的都是守恒可知，鐵失去的電子是0.096mol－0.024mol＝0.072mol，因此鐵的物質的量是0.024mol，即生成氫氧化鐵是0.024mol，所以B點沉淀的物質的量是0.024mol＋0.008mol＝0.032mol。生成0.008mol氫氧化鋁和0.024mol氫氧化鐵消耗的氫氧化鈉是0.096mol，因此氫氧化鈉溶液的體積是0.096mol÷4mol/L＝0.024L＝24mL，所以C點是31mL－24mL＝7mL。