Question

15．已知A～G有如图所示的转化关系（部分生成物已略去），其中A、G为单质，D是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，E、F均能与NaOH溶液反应．

请回答下列问题：
（1）写出F的电子式：；
（2）①C溶液与D的水溶液反应的离子方程式为Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②F溶液与NaOH溶液共热反应的化学方程式为NH₄Cl+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+NH₃↑+H₂O；
（3）①请用离子方程式解释C溶液为何显酸性Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
②F溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）将5.4 g A投入到200 mL 2.0 mol/L某溶液中有G单质产生，且充分反应后有金属剩余，则该溶液可能是D（填代号）；
A．HNO₃溶液         B．H₂SO₄溶液
C．NaOH溶液  D．HCl溶液
（5）将1 mol N₂和3 mol G及催化剂充入容积为2 L的某密闭容器中进行反应，已知该反应为放热反应．平衡时，测得D的物质的量浓度为a mol/L．在其他条件不变的情况下，若起始时充入0.5 mol N₂和1.5 mol G达到平衡后，D的物质的量浓度小于（填“大于”“小于”或“等于”）a/2 mol/L．

Answer 1

分析 A～G有如图所示的转化关系（部分生成物已略去），D是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则D为NH₃，其中A、G为单质，且A与氧化铁反应，与氢氧化钠反应反应得到G，G反应可以得到氨气，可推知A为Al、G为H₂，E、F均能与NaOH溶液反应，结合转化关系可知，故B为Al₂O₃，C为AlCl₃，E为Al（OH）₃，F为NH₄Cl，据此解答．

解答 解：A～G有如图所示的转化关系（部分生成物已略去），D是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则D为NH₃，其中A、G为单质，且A与氧化铁反应，与氢氧化钠反应反应得到G，G反应可以得到氨气，可推知A为Al、G为H₂，E、F均能与NaOH溶液反应，结合转化关系可知，故B为Al₂O₃，C为AlCl₃，E为Al（OH）₃，F为NH₄Cl，
（1）F为NH₄Cl，电子式为：，故答案为：；
（2）①C溶液与D反应的离子方程式为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
②F溶液与NaOH溶液共热反应的化学方程式为：NH₄Cl+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+NH₃↑+H₂O，
故答案为：NH₄Cl+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+NH₃↑+H₂O；
（3）①AlCl₃溶液中铝离子水解：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，平衡水的电离平衡，溶液呈酸性，
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺；
②NH₄Cl溶液中铵根离子水解，溶液呈酸性，故溶液中离子浓度由大到小的顺序为：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）将5.4g Al的物质的量=$\frac{5.4g}{27g/mol}$=0.2mol，200mL 2.0mol/L某溶液中溶质的物质的量=0.2L×2mol/L=0.4mol，将Al投入该溶液中有G单质产生，且充分反应后有金属剩余，Al与稀硝酸反应没有气体单质生成，与稀硫酸、氢氧化钠、盐酸反应都生成氢气，
由2Al～3H₂SO₄可知，0.2molAl完全反应消耗H₂SO₄ 的物质的量=0.3mol＜0.4mol，故Al没有剩余，
由2Al～2NaOH可知，0.2molAl完全反应消耗NaOH的物质的量=0.2mol＜0.4mol，故Al没有剩余，
由2Al～6HCl可知，0.2molAl完全反应消耗HCl的物质的量=0.6mol＞0.4mol，故Al有剩余，
故答案为：D；
（5）将1molN₂和3molH₂和及催化剂充入容积为2L的某密闭容器中进行反应，已知该反应为放热反应．平衡时，测得NH₃的物质的量浓度为a mol/L，在其他条件不变的情况下，若起始时充入0.5molN₂和1.5molH₂达到平衡等效为在原平衡基础上体积扩大一倍，压强减小，平衡向生成氮气、氢气的方向移动，故NH₃的物质的量浓度小于0.5amol/L，故答案为：小于．

点评 本题考查无机物推断，D的性质是推断突破口，再结合转化关系中特殊反应推断，题目比较综合，难度中等，注意元素化合物知识的掌握．