Question

12．已知D、M、H是常见的非金属单质，其中M是无色气体，H是有色气体，J是一种金属单质（其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素），A、C是金属氧化物，C和J均是某种常见电池的电极材料，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定，B与C反应时，每生成1molH同时消耗4molB和1molC，它们关系如图1：

（1）写出A物质的化学式：Fe₃O₄．
（2）写出反应⑤的化学方程式：2HClO═2HCl+O₂↑．反应②的化学方程式PbO₂+4HCl（浓）═PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）向框图中的红褐色透明液体中逐滴滴入HI溶液，可以观察到先产生红褐色沉淀，后红褐色沉淀溶解，红褐色沉淀溶解的离子方程式为2Fe（OH）₃+2I^-+6H⁺=I₂+2Fe²⁺+6H₂O．
（4）由金属氧化物A和C得到其相应的金属，在冶金工业上一般可用方法②（填序号）．
①热分解法      ②热还原法       ③电解法
其中从A得到其相应金属也可用铝热法，若反应中1molA参加反应，转移电子的物质的量为8mol．
（5）用C、J作电极，与硫酸构成如图2所示电池，正极的电极反应为当反应转移1mol电子时，负极质量增加48克．

Answer 1

分析 H是元素气体非金属单质，则H为Cl₂，J是一种金属单质，其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素，推断J为Pb，由J+H=I，可判断I为PbCl₂，A、C是金属氧化物，C和J均是某种常见电池的电极材料，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定，则C为PbO₂．结合C+D=J+CO₂，应是碳和PbO₂的反应，故D为C；
由F+G煮沸得到红褐色液体，证明生成的是氢氧化铁胶体，而E+H=F，A+B=E+F+G，可推断E为FeCl₂，F为FeCl₃，G为H₂O，B为HCl，A为Fe₃O₄；根据G+H=B+L，可知L为HClO，则M为O₂；B与C反应时，每生成1molH同时消耗4molB和1molC，发生反应：PbO₂+4HCl=2H₂O+Cl₂↑+PbCl₂，据此解答．

解答 解：H是元素气体非金属单质，则H为Cl₂，J是一种金属单质，其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素，推断J为Pb，由J+H=I，可判断I为PbCl₂，A、C是金属氧化物，C和J均是某种常见电池的电极材料，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定，则C为PbO₂．结合C+D=J+CO₂，应是碳和PbO₂的反应，故D为C；
由F+G煮沸得到红褐色液体，证明生成的是氢氧化铁胶体，而E+H=F，A+B=E+F+G，可推断E为FeCl₂，F为FeCl₃，G为H₂O，B为HCl，A为Fe₃O₄；根据G+H=B+L，可知L为HClO，则M为O₂；B与C反应时，每生成1molH同时消耗4molB和1molC，发生反应：PbO₂+4HCl=2H₂O+Cl₂↑+PbCl₂．
（1）A物质的化学式为：Fe₃O₄，故答案为：Fe₃O₄；
（2）反应⑤是次氯酸见光分解的反应，化学方程式为：2HClO═2HCl+O₂↑，
反应②是HCl与PbO₂反应时，每生成1molCl₂同时消耗4molHCl和1molPbO₂，化学方程式为：PbO₂+4HCl（浓）═PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：2HClO═2HCl+O₂↑；PbO₂+4HCl（浓）═PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）向氢氧化铁胶体中逐滴滴入HI溶液，开始电解质中和胶体胶粒所带电荷，发生胶体聚沉，得到氢氧化铁沉淀，而后HI与氢氧化铁发生酸碱中和反应、铁离子氧化碘离子生成碘，红褐色沉淀溶解的离子方程式为：2Fe（OH）₃+2I^-+6H⁺=I₂+2Fe²⁺+6H₂O，
故答案为：2Fe（OH）₃+2I^-+6H⁺=I₂+2Fe²⁺+6H₂O；
 （4）由金属氧化物A为Fe₃O₄和C为PbO₂ 得到其相应的金属为Fe、Pb，依据金属活动顺序，在冶金工业上一般可用热还原法，其中从A得到其相应金属也可用铝热法，发生的反应为：3Fe₃O₄+8Al $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃，若反应中1molA参加反应，转移电子的物质的量为8mol，
故答案为：②；8mol；
（5）用PbO₂、Pb作电极，与硫酸构成如图所示电池是铅蓄电池，正极为PbO₂，电极反应为：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-═PbSO₄+2H₂O，负极为Pb，电极反应为：Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，当反应转移1mol电子时，负极反应0.5molPb，其质量=0.5mol×207.2g/mol=103.6g，生成0.5molPbSO₄，其质量=0.5mol×303.2g/mol=151.6g，故负极质量增加=151.6g-103.6g=48g，
故答案为：48．

点评 本题考查元素无机物推断，物质的颜色、J为电池的电极材料及同主族元素形成化合物最多等水推断突破口，再结合转化关系推断，需要学生熟练掌握元素化合物性质，难度中等．