Question

A、B、C、D、 E、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件未标出），其中反应①是置换反应，B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色：反应③中有水生成，反应②需要放电才能发生，A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成。

(1)反应③的化学方程式为_______________________________________________。
(2)反应①中每生成1 molC，转移的电子数为_______________________________。
(3)A与D的水溶液恰好完全反应时，其生成物的水溶液呈性___________（填“酸”“碱”或“中’’），该水溶液中存在着如下关系，用粒子浓度符号填写：
①c(H^＋)+_________＝c(OH^－)+_____________；
②c(H^＋)＝c(OH^－)+_____________。
(4)元素X与组成B的元素同周期，X的单质既可与酸反应也可与碱反应且都生成H₂，则
①X的单质与碱反应的离子方程式____________________________________；
②X、空气、海水可以组成新型海水标志灯的电池。该种灯以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使X不断氧化而源源不断产生电流。则该新型电池的正极的电极反应式为___________________________；原电池的总反应方程式为__________________________。

Answer 1

（1）4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O（2分） （2）3.612×10²⁴（2分）
（3）酸（1分）①c(NH₄^＋) （1分）；c(Cl^－) （1分）；②c(NH₃·H₂O) （1分）
（4）①2Al＋2OH^－＋2H₂O＝2AlO₂^－＋3H₂↑（2分）
②O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－（2分）；4Al＋3O₂＋6H₂O＝4Al(OH)₃（2分）

试题分析：B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，因此B是氯气。A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成，这说明A应该是氨气，D是氯化氢。由于氯气具有强氧化性，且反应①是置换反应，因此反应①是氯气与氨气发生的氧化还原反应，生成物是氮气与氯化氢，其中C是氮气。反应②需要放电才能发生，因此F是氧气，在放电的条件下与氮气反应生成NO，则E是NO。反应③中有水生成，所以该反应是氨气与氧气发生的催化氧化生成NO与水。
（1）反应③的化学方程式为4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O.
（2）在反应①中氮元素的化合价从－3价升高到0价失去3个电子，因此每生成1mol氮气转移6mol电子，其电子数为6.02×10²³/mol×6mol＝3.612×10²⁴。
（3）盐酸与氨水恰好反应时生成氯化铵，由于溶液中NH₄^＋水解，所以溶液显酸性。
①根据电荷守恒可知，在氯化铵溶液中存在c(H^＋) + c(NH₄^＋)＝c(OH^－)+ c(Cl^－)。
②根据物料守恒可知c(Cl^－)＝c(NH₃·H₂O)+ c(NH₄^＋)，则根据电荷守恒可知，溶液中c(H^＋)＝c(OH^－)+ c(NH₃·H₂O)。
（4）元素X与组成B的元素同周期，X的单质既可与酸反应也可与碱反应且都生成H₂，则X应该是金属铝。
①铝单质与碱反应的离子方程式为2Al＋2OH^－＋2H₂O＝2AlO₂^－＋3H₂↑。
②原电池中较活泼的金属失去电子，发生氧化反应，电子沿导线传递到正极，正极得到电子发生还原反应。所以该原电池中负极是铝，正极是氧气得到电子，电极反应式为O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－。由于负极是铝失去电子，产生的铝离子与OH^－结合生成氢氧化铝，所以总反应式为4Al＋3O₂＋6H₂O＝4Al(OH)₃。