题目内容

A~J分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出),且已知G为主族元素的固态氧化物,A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素.请填写下列空白:
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中的含有同一种元素在周期表中位置
第4周期、第Ⅷ族
第4周期、第Ⅷ族

(2)写出检验D溶液中阳离子的方法
取少许D溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明D溶液中含有Fe3+
取少许D溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明D溶液中含有Fe3+

(3)写出反应④的离子方程式
2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2
2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2

(4)若28gA单质在足量的氧气中灼烧,反应放出的热量为QkJ(Q>0),写出这个反应的热化学方程式:
3Fe(s)+2O2(g)═Fe3O4(s)△H=-6QkJ/mol
3Fe(s)+2O2(g)═Fe3O4(s)△H=-6QkJ/mol

(5)若向气体K的水溶液中加入盐酸,使其恰好完全反应,所得溶液的pH
7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因:
NH4++H2O?NH3?H2O+H+
NH4++H2O?NH3?H2O+H+
;若向气体K的0.1mol/L水溶液中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为1:1,则所得溶液中含各离子物质的质量浓度由大到小的关系是
c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-
c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-
分析:G为主族元素的固态氧化物,在电解条件下生成I和H,能与NaOH溶液反应,说明G为Al2O3,与NaOH反应生成NaAlO2,而I也能与NaOH反应生成NaAlO2,则I为Al,H为O2,C和碱、D和气体K反应生成E、F,则说明E、F都为氢氧化物,E能转化为F,应为Fe(OH)2→Fe(OH)3的转化,所以E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,则C为FeCl2,D为FeCl3,K为NH3,B为Fe3O4,与Al在高温条件下发生铝热反应生成A,即Fe,结合对应单质、化合物的性质解答该题.
解答:解:G为主族元素的固态氧化物,在电解条件下生成I和H,能与NaOH溶液反应,说明G为Al2O3,与NaOH反应生成NaAlO2,而I也能与NaOH反应生成NaAlO2,则I为Al,H为O2,C和碱反应生成E、F,D和气体K反应也生成E、F,则说明E、F都为氢氧化物,E能转化为F,应为Fe(OH)2→Fe(OH)3的转化,所以E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,则C为FeCl2,D为FeCl3,K为NH3,B为Fe3O4,与Al在高温条件下发生铝热反应生成A,即Fe,则推断各物质分别为:A、Fe;B、Fe3O4;C、FeCl2;D、FeCl3;E、Fe(OH)2;F、Fe(OH)3;G、Al2O3;H、O2;I、Al;K、NH3
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中的含有同一种元素铁元素,在周期表中位置,位于周期表第4周期、第Ⅷ族,
故答案为:第4周期、第Ⅷ族;
(2)溶液D为氯化铁溶液,检验三价铁离子的存在,取少许D溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明D溶液中含有Fe3+;故答案为:取少许D溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明D溶液中含有Fe3+
(3)反应④是金属铝和氢氧化钠溶液的反应,Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2
反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑;
(4)n(Fe)=
28g
56g/mol
=0.5mol,反应放出的热量为Q kJ(Q>0),则在足量氧气中灼烧的热化学方程式为
3Fe(s)+2O2 (g)=Fe3O4(s);△H=-6Q kJ?mol-1
故答案为:3Fe(s)+2O2 (g)=Fe3O4(s);△H=-6Q kJ?mol-1
(5)气体K的水溶液为一水合氨溶液,加入盐酸,使其恰好完全反应生成氯化铵和水,氯化铵在水溶液中水解显酸性,所以PH<7;反应的离子方程式为:NH4++H2O?NH3?H2O+H+
若向气体NH3的0.1mol/L水溶液中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为1:1,假设条件均为1L,发生反应:NH3?H2O+H+=NH4++H2O,n(NH3?H2O)=0.1mol,n(H+)=0,1mol,所以一水合氨和硫酸前后反应生成硫酸铵溶液,铵根离子水解显酸性,溶液中离子浓度大小顺序为:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-);
故答案为:<; NH4++H2O?NH3?H2O+H+;c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-);
点评:本题考查无机物的推断,题目难度较大,本题注意本题推断的关键点:①G为主族元素的固态氧化物,在电解条件下生成I和H,能与NaOH溶液反应,说明G为Al2O3,②C、D分别和碱、气体K反应生成E、F,则说明E、F都为氢氧化物,E能转化为F,应为Fe(OH)2→Fe(OH)3的转化.
练习册系列答案
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(1)A、B、C、D、E、F六种物质中含有的同一种元素在周期表中位置
第四周期、第Ⅷ族
第四周期、第Ⅷ族

(2)写出反应④的离子方程式
2Al+2OH-+6H2O═2[Al(OH)4]-+3H2
2Al+2OH-+6H2O═2[Al(OH)4]-+3H2

(3)若向气体K的水溶液中加入盐酸,使其恰好完全反应,所得溶液的pH
7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因:
NH4++H2O NH3?H2O+H+
NH4++H2O NH3?H2O+H+

II.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀.Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用.阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用.某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置如图2所示.
(1)电解池阳极的电极反应分别是①
Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-=Fe2+
; ②4OH--4e-=2H2O+O2↑.
(2)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极.已知负极的电极反应是:CH4+4
CO
2-
3
-8e-=5CO2+2H2O
①正极的电极反应是
O2+2CO2+4e-=2CO32-
O2+2CO2+4e-=2CO32-

②为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定.为此电池工作时必须有部分A物质参加循环.则A物质的化学式是
CO2
CO2

(3)实验过程中,若在阴极产生了44.8L(标准状况)气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)
11.2
11.2
 L.

(14分)I.  A~J分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如下图所示(部分反应物、生成物没有列出),且已知G为主族元素的固态氧化物,A、B、C、D、E、  F六种物质中均含同一种元素。请填写下列空白:

(1)A、B、C、D、E、F六种物质中含有的同一种元素在周期表中位置          

    (2)写出反应④的离子方程式                                     

(3)若向气体K的水溶液中加入盐酸,使其恰好完全反应,所得溶液的

pH    7  (填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因:                   。

II.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置如图所示:

(1)电解池阳极的电极反应分别是

                           ; ②

(2)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是

①正极的电极反应是                                   

②为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是        

(3)实验过程中,若在阴极产生了44.8 L(标准状况)气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)         L。

 

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