题目内容

8．甲是一种可用于净水和膨化食品的盐，由A、B、C、D、E五种短周期元素组成．甲溶于水后可电离出三种离子，其中一种是由A、B形成的10电子阳离子．A元素原子核内质子数比E的少l，D、E同主族．某同学为探究甲的组成而进行如下实验：
①取mg甲的晶体溶于蒸馏水，配成500mL溶液；
②取少量甲溶液于试管中，逐滴滴入Ba（OH）2溶液，生成沉淀的物质的量与滴入Ba（OH）2溶液体积的关系如图所示；
③取20mL甲溶液于试管中，加入过量NaOH溶液后加热并收集产生的气体，然后折算成标准状况下的体积为224mL．
回答下列问题：
（1）D在元素周期表中的位置为第三周期VIA族．
（2）经测定晶体甲的摩尔质量为453g•mol-1，其中阳离子和阴离子物质的量之比为1：1． 则晶体甲的化学式为NH4Al（SO4）2•12H2O                        
（3）图象中V（Oa）：V（ab）：V（bc）=3：1：1．
（4）写出ab段发生反应的离子方程式：2NH4++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2NH3．H2O
（5）配成的甲溶液物质的量浓度是0.5mol/L．

分析 甲由A、B、C、D、E五种短周期元素组成的一种盐，②取少量甲溶液于试管中，逐滴滴入Ba（OH）2溶液，生成沉淀开始增大，后沉淀减小，但沉淀最终不完全消失，则甲溶液肯定含有SO42-、Al3+，③取20mL甲溶液于试管中，加入过量NaOH溶液后加热并收集产生的气体，则甲溶液中含有NH4+，甲溶于电离处于三种离子，A、B形成的10电子阳离子为NH4+，D、E同主族，二者应形成SO42-，且A元素原子核内质子数比E的少l，则A为N元素、E为O元素、D为S元素、B为H元素、C为Al，甲溶液含有SO42-、Al3+、NH4+，阳离子和阴离子物质的量之比1：1，所以甲的化学式为NH4Al（SO4）2•nH2O，经测定晶体甲的摩尔质量为453g．mol-1，所以甲中含有结晶水为$\frac{453-237}{18}$=12，所以甲的化学式为：NH4Al（SO4）2•12H2O，oa段发生反应：2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓+（NH4）2SO4，ab段发生反应：（NH4）2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2NH3．H2O，bc段发生反应：OH-+Al（OH）3=AlO2-+2H2O，据此解答．

解答 解：甲由A、B、C、D、E五种短周期元素组成的一种盐，②取少量甲溶液于试管中，逐滴滴入Ba（OH）2溶液，生成沉淀开始增大，后沉淀减小，但沉淀最终不完全消失，则甲溶液肯定含有SO42-、Al3+，③取20mL甲溶液于试管中，加入过量NaOH溶液后加热并收集产生的气体，则甲溶液中含有NH4+，甲溶于电离处于三种离子，A、B形成的10电子阳离子为NH4+，D、E同主族，二者应形成SO42-，且A元素原子核内质子数比E的少l，则A为N元素、E为O元素、D为S元素、B为H元素、C为Al，甲溶液含有SO42-、Al3+、NH4+，阳离子和阴离子物质的量之比1：1，所以甲的化学式为NH4Al（SO4）2•nH2O，经测定晶体甲的摩尔质量为453g．mol-1，所以甲中含有结晶水为$\frac{453-237}{18}$=12，所以甲的化学式为：NH4Al（SO4）2•12H2O，oa段发生反应：2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓+（NH4）2SO4，ab段发生反应：（NH4）2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2NH3．H2O，bc段发生反应：OH-+Al（OH）3=AlO2-+2H2O，
（1）D为S元素，处于周期表中第三周期VIA族，
故答案为：第三周期VIA族；
（2）由上述分析可知，甲的化学式为：NH4Al（SO4）2•12H2O，
故答案为：NH4Al（SO4）2•12H2O；
（3）假设NH4Al（SO4）2•12H2O为2mol，oa段发生反应：2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓+（NH4）2SO4，消耗3molBa（OH）2，生成1mol（NH4）2SO4，生成2molAl（OH）3，ab段发生反应：（NH4）2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2NH3．H2O，1mol（NH4）2SO4消耗1molBa（OH）2，bc段发生反应：OH-+Al（OH）3=AlO2-+2H2O，2molAl（OH）3消耗1molBa（OH）2，故图象中V（Oa）：V（ab）：V（bc）=3mol：1mol：1mol=3：1：1，
故答案为：3：1：1；
（4）ab段发生反应：（NH4）2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2NH3．H2O，离子方程式为：2NH4++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2NH3．H2O，
故答案为：2NH4++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2NH3．H2O；
（5）实验③中取20mL甲溶液于试管中，加入过量NaOH溶液后加热并收集产生的氨气为$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，则NH4Al（SO4）2为0.01mol，故溶液浓度为$\frac{0.01mol}{0.02L}$=0.5mol/L，
故答案为：0.5mol/L．

点评 本题考查无机物的推断，关键是根据实验现象推断含有的微粒，明确各阶段发生的反应，是对学生综合能力的考查，难度较大．

练习册系列答案
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18．铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钠（Na2Cr2O7）的过程如图所示：

已知：
①NaFeO2在水溶液中强烈水解生成对应的氢氧化物．
②2CrO${\;}_{4}^{2-}$+2H+?Cr2O${\;}_{7}^{2-}$+H2O
（1）完成煅烧过程中铬铁矿发生的主要反应的化学方程式：4FeO•Cr2O3+7O2+10Na2CO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2上述反应中每熔化1mol FeO•Cr2O3，转移的电子数为4.214×1024
（2）浸出液的成分除Na2CrO4、NaOH外，还含有NaAlO2、Na2SiO3（写化学式，下同），滤渣1的成分是Fe（OH）3．
（3）调节浸出液pH所加的试剂a是H2SO4（写化学式）．
（4）该流程中用了两步调节pH，若合并成一步调pH，酸性过强，产品Na2Cr2O7晶体中可能含有较多杂质，用离子方程式说明引入该杂质的原因AlO2-+4H+=Al3++2H2O或AlO2-+H++H2O=Al（OH）3，Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O．
19．氨气在工农业生产中有重要应用．
（1）氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式；NH3的稳定性比PH3强（填写“强”或“弱”）．
（2）如图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象．

①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为NH3+HCl═NH4Cl．
②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是：NH4HSO4或（NH4）2SO4（写化学式，一种即可）．
③FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe2++2NH3•H2O=Fe（OH）2↓+2NH4+和4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3；．
（3）空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法．在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH3的脱除率增大，用平衡移动原理解释其原因氨在水中存在平衡为NH3+H2ONH3•H2ONH4++OH-，加入NaOH后OH-浓度增大平衡逆向移动，故有利于氨的脱除；．
（4）在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸（HNO2），反应的化学方程式为2NH3+3O2$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HNO2+2H2O，若反应中有0.3mol电子发生转移时，生成亚硝酸的质量为2.35g（小数点后保留两位有效数字）．
16．下列有关电解质溶液的说法正确的是（　　）
A．在蒸馏水中滴加浓H2SO4，KW不变
B．向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和气体生成
C．中和等体积等物质的量浓度的盐酸和醋酸，所消耗的氢氧化钠的物质的量相同
D．NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同
3．氨气是中学化学中常见的气体，其用途广泛．
（1）实验室制取氨气的化学方程式是2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O．
（2）工业上氨气可以由氢气和氮气合成如图1所示．
①该反应的热化学方程式是N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-93.36kJ/mol．
②随着温度的升高，该反应的化学平衡常数的变化趋势是减小．
③简述一种检查氨气是否泄露可采用的化学方法：将湿润的红色石蕊试纸接近容器，观察试纸是否变蓝，如果变蓝说明有氨气泄露（或蘸取浓盐酸接近容器，观察是否有白烟生成，如果有白烟生成说明管道泄露）．
（3）工业制硫酸的尾气中含较多的SO2，为防止污染空气，回收利用SO2，工业上常用氨水吸收法处理尾气．
①当氨水中所含氨的物质的量为3mol，吸收标准状况下44.8L SO2时，溶液中的溶质为（NH4）2SO3和NH4HSO3．
②（NH4）2SO3显碱性，用化学平衡原理解释NH4++H2O?NH3•H2O+H+SO32-+H2O?HSO3-+OH-，SO32-水解程度大于NH4+ 的水解程度使溶液中c（OH-）＞c（H+），溶液呈碱性．
（4）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，如图2是供氨水式燃料电池工作原理：
①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择碱性（填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液．
②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是CO2．
③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应是4NH3+3O2=2N2+6H2O，正极的电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-．
13．根据价层电子对互斥理论，判断下列分子或者离子的空间构型不是平面三角形的是（　　）
A．SO3B．BF3C．CO32-D．PH3
20．下列物质属于电解质的是（　　）
A．乙醇B．石墨C．NH3D．熔融的NaCl
17．已知NaBH4中氢元素化合价为-1，反应NaBH4+2H2O═NaBO2+4H2↑中，下列说法正确的是（　　）
A．被氧化的元素与被还原的元素的质量比为1：1
B．NaBH4既是氧化剂又是还原剂
C．NaBH4是还原剂，水是氧化剂
D．B被氧化，H被还原
18．下列叙述错误的是（　　）
①热稳定性：H2O＞HF＞H2S        
②密度：K＜Na＜Rb
③第ⅠA、ⅡA族元素的阳离子与同周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布
④HCl的形成过程：
⑤元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
⑥结合质子的能力：S2-＞Cl-
⑦因为常温下白磷可自燃，而氮气须在放电时才与氧气反应，所以非金属性：P＞N．
A．①②④⑤B．③⑤⑥⑦C．②④⑤⑥D．①③④⑦

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