Question

如图1，A、J是日常生活中常见的两种金属，这两种金属和NaOH组成原电池，A作负极；F常温下是气体，各物质有以下的转化关系（部分产物及条件略去）．

请回答以下问题：
（1）写出原电池的负极反应方程式______．
（2）常温时pH=12的C溶液中，溶质的阳离子与溶质的阴离子浓度之差为______（写出计算式）；相同条件下，等浓度的C溶液与CH₃COONa溶液中，C的阴离子与CH₃COO^-浓度的大小关系：前者______后者（用“＞”、“＜”或“=”表示）．
（3）金属A的氯化物沸点较低，又易升华，能否电解这种熔融氯化物来生产A？______．原因是______．
（4）写出②的化学方程式______．
（5）写出A→J反应的化学方程式______．
（6）含A元素的某盐X常做净水剂，X做焰色反应时，透过钴玻璃观察火焰呈紫色．则：
①水溶液与NaHCO₃溶液混合，反应的离子方程式为：______
②500mLX的溶液与Ba（OH）₂反应生成沉淀的质量与加入Ba（OH）₂物质的量的关系如图2：请回答：X晶体的俗名为______；其溶液的物质的量浓度为______mol/L．

Answer 1

解：（1）题中H→A为工业冶炼金属铝，A→J为铝热反应，为推断题的突破口，依次可知C→E→H→A→J的转化是中学化学中常见反应，为AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe之间的转化，该原电池是铝做负极，铁做正极，电解质溶液为NaOH，可以推知：A为Al，C为NaAlO，E为Al（OH）₃，H为Al₂O₃，J为Fe，M为FeS，原电池中，Al做负极被氧化，在碱性溶液中生成AlO₂^-，电极反应式为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C为NaAlO₂，根据溶液呈电中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）可知：c（Na⁺）-c（AlO₂^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=10^-2-10^-12 mol/L，故答案为：10^-2-10^-12 mol/L或c（OH^-）-c（H⁺）；
（3）金属A的氯化物为AlCl₃，为共价化合物在熔融状态下不导电，故答案为：否；因为A的氯化物熔沸点低，据此判断它的晶体为分子晶体，在熔融态时不电离，不能被电解；
（4）原电池正极生成H₂，即D为H₂，则G为氢化物，由G→I→K的转化可知该氢化物中存在变价非金属元素，应为N元素，故G为NH₃，I为NO，K为NO₂，L为HNO₃，反应②为工业合成氨的重要反应，反应为：4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O
（5）反应A→J为铝热反应，反应为：Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃ 故答案为：Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃
（6）①AlCl₃水溶液与NaHCO₃溶液反应相互促进的水解，反应为Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，该反应为泡沫灭火器的反应原理，故答案为：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②含A元素的某盐X常做净水剂，X做焰色反应时，透过钴玻璃观察火焰呈紫色，说明盐中含有铝元素和钾元素，为明矾，俗称为明矾或白矾；
根据反应计算：
Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄
1mol 233g
n 233g
则n=1mol，根据SO₄^2-离子的守恒可知500mLKAl（SO₄）₂的溶液中含有溶质的物质的量为0.5mol，
故浓度为：=1mol/L，故答案为：明矾或白矾；1mol/L．
分析：（1）题中C→E→H→A→J的转化是中学化学中常见反应，H→A为工业冶炼金属铝，A→J为铝热反应，故应为AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe的反应，该原电池是铝做负极，铁做正极，电解质溶液为NaOH，负极上发生的反应为：
Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C为NaAlO₂，根据溶液呈电中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），进行判断离子关系；
（3）根据AlCl₃为共价化合物在熔融状态下不导电进行分析；
（4）反应②为工业合成氨的重要反应，反应为：4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O；
（5）反应A→J为铝热反应，反应为：Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃；
（6）①根据弱酸的阴离子和弱碱的阳离子发生相互促进的水解来书写离子方程式；
②含A元素的某盐X常做净水剂，X做焰色反应时，透过钴玻璃观察火焰呈紫色，说明盐中含有铝元素和钾元素，为明矾，根据图象判断反应的物质的量的关系，以此计算．
点评：本题考查元素化合物推断，同时考查电化学、晶体类型的判断、盐类的水解等知识，具有较高的综合度，本题具有一定的难度．