题目内容
单质A与粉末化合物B组成的混合物能发生如图所示的一系列反应:
请回答下列问题:
(1)组成A单质的元素在周期表中处于第__________周期__________族。
(2)化合物B的电子式为________________________。
(3)D与G两溶液混合后发生反应的离子方程式为______________________________
(4)常温下,D溶液的pH________7(填“>”、“<”或“=”),其原因是____________________________(用离子方程式表示)。
(5)10.8 g A单质与足量的NaOH溶液反应,消耗氧化剂的质量为________ g。
(6)用碳棒、稀硫酸、气体E和气体F组成燃料电池,该电池的正极反应式为______________________。以该电池为电源,用惰性电极电解100 g 8%的C溶液,电解到溶质的质量分数为12.5%时停止电解,则电解过程中,生成的气体在准状况下的体积共为________ L,电路上通过电子的物质的量为________ mol。
(1)三 ⅢA (2)。
(3)Al3++3AlO2—+6H2O=4Al(OH)3↓
(4)< Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
(5)21.6 (6)O2+4H++4e-=2H2O 67.2 4
【解析】沉淀H既能与稀硫酸反应,又能与NaOH溶液反应,而D、G两溶液混合可以生成沉淀H,故推测H为两性氢氧化物Al(OH)3。故A为Al,B为Na2O2,C、D、G分别为Na2SO4、Al2(SO4)3、NaAlO2。(5)铝与氢氧化钠溶液反应的氧化剂是水,0.4 mol铝转移电子数为1.2 mol,消耗水的物质的量为1.2 mol,则水的质量为18 g·mol-1×1.2 mol=21.6 g。(6)电解Na2SO4溶液,实际上是电解水,溶质质量不变,8 g/12.5%=64 g,则被电解的水的质量为36 g(2 mol)。电解水的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑,即消耗2 mol H2O共生成3 mol的气体,标准状况下体积为67.2 L,共转移4 mol e-。
为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO3的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验,可选用试剂:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
(1)请完成下表:
操作 | 现象 | 结论 |
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡 |
| 存在Fe3+ |
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入________,振荡 |
| 存在Fe2+ |
【实验结论】 Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+。
Ⅱ.AgNO3的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。当反应结束后,试管中残留固体为黑色。
(2)装置B的作用是________。
(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是________。
(4)【查阅资料】 Ag2O和粉末状的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出设想】 试管中残留的黑色固体可能是:ⅰ.Ag;ⅱ.Ag2O;ⅲ.Ag和Ag2O。
【实验验证】 该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体放入试管中,进行了如下实验。
实验编号 | 操作 | 现象 |
a | 加入足量氨水,振荡 | 黑色固体不溶解 |
b | 加入足量稀硝酸,振荡 | 黑色固体溶解,并有气体产生 |
【实验评价】 根据上述实验,不能确定固体产物成分的实验是________(填实验编号)。
【实验结论】 根据上述实验结果,该小组得出AgNO3固体热分解的产物有________。
海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5~8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表:
成分 | Na+ | K+ | Ca2+ | Mg2+ | Cl- | SO42- | HCO3- |
含量/mg·L-1 | 9 360 | 83 | 200 | 1 100 | 16 000 | 1 200 | 118 |
(1)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。
①阴极的电极反应式为__________________。
②电解一段时间,阴极区会产生水垢,其成分为CaCO3和Mg(OH)2,写出生成CaCO3的离子方程式______________________________________。
③淡水的出口为a、b、c中的________出口。
(2)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料,如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示:
该电池电解质为传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的________极(填“正”或“负”),电极反应式为______________________。