题目内容

2．A～J十种物质均由短周期元素组成，相互转化关系如图1所示（反应条件及部分产物略），其中每个三角环内三种物质均至少含有同一种第三周期的元素．另已知：A是由地壳中含量最高的元素组成的单质；D为离子化合物，阴、阳离子均含有金属元素；E为形成酸雨的主要成分；H为淡黄色固体化合物；J是氯碱工业的重要原料．

请按要求回答下列问题：
（1）制备难溶物C的方法有多种，其中最适于实验室操作的反应离子方程式为Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+．常温下D溶液呈碱性，用离子方程式表示其原因：AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-．
（2）E中所含元素分别对应气态氢化物的稳定性由强到弱为（填化学式）H2O＞H2S；它们的沸点差异较大的原因是H2O分子间有氢键作用，故沸点较高，而H2S分子间没有氢键．为了防止E对环境的污染，工业生产中吸收E的常用试剂为石灰水或氨水．E（g） 转化为F（g）时温度不宜太高更有利于该反应自发进行的原因是△H＜0，而△S＜0．铁与过量G的浓溶液加热条件下反应生成E的化学方程式：2Fe+6H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O．
（3）若H用于呼吸面具时生成A的体积为1.12L（已折算为标准状况下）时，转移的电子数为6.02×1022．
将电解饱和J溶液所得产物X2通入一定浓度的氢氧化钾溶液中，两者恰好完全反应时（已知反应过程放热），生成物中有三种含X元素的离子，其中两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的变化示意图如图2所示．写出该反应的离子方程式：6Cl2+12OH-=8Cl-+3ClO-+ClO3-+6H2O．

分析 所有物质均由短周期元素组成，且每个小三角形内的三种物质均至少含有第三周期中的一种相同元素．A是地壳中含量最高的元素组成的单质，则A是O2；E为形成酸雨的主要成分，则E是SO2，F为SO3，G是H2SO4；H为淡黄色固体化合物，且含有第三周期元素，则H为Na2O2，J是氯碱工业的重要原料，过氧化钠转化得到I，I转化得到J，过氧化钠可以直接转化得到J，则J是NaCl，I为NaOH；D为离子化合物，阴、阳离子均含有金属元素，且含有第三周期元素，所以D是NaAlO2，结合转化关系，可知B是Al2O3，C是Al（OH）3，据此解答．

解答 解：所有物质均由短周期元素组成，且每个小三角形内的三种物质均至少含有第三周期中的一种相同元素．A是地壳中含量最高的元素组成的单质，则A是O2；E为形成酸雨的主要成分，则E是SO2，F为SO3，G是H2SO4；H为淡黄色固体化合物，且含有第三周期元素，则H为Na2O2，J是氯碱工业的重要原料，过氧化钠转化得到I，I转化得到J，过氧化钠可以直接转化得到J，则J是NaCl，I为NaOH；D为离子化合物，阴、阳离子均含有金属元素，且含有第三周期元素，所以D是NaAlO2，结合转化关系，可知B是Al2O3，C是Al（OH）3．
（1）Al（OH）3易溶于强酸、强碱，实验室中适合用铝盐与氨水反应制备，反应离子方程式为：Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+，
D是NaAlO2，偏铝酸钠是强碱弱酸盐，偏铝酸根离子易水解而使其溶液呈碱性，水解离子方程式为：AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-，
故答案为：Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-；
（2）E是SO2，含有元素对应氢化物为H2O、H2S，由于非金属性O＞S，故氢化物稳定性H2O＞H2S，H2O分子间有氢键作用，沸点较高，而H2S分子间没有氢键，沸点较低；
为了防止SO2对环境的污染，工业生产中吸收SO2的常用试剂为石灰水或氨水；
由于反应的△H＜0，△S＜0，SO2（g） 转化为SO3（g）时温度不宜太高更有利于该反应自发进行；
铁与过量H2SO4的浓溶液加热条件下反应生成SO2的化学方程式：2Fe+6H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O，
故答案为：H2O＞H2S；H2O分子间有氢键作用，故沸点较高，而H2S分子间没有氢键；石灰水或氨水；△S＜0；2Fe+6H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O；
（3）氧气物质的量为$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，转移电子数目为0.05mol×2×[0-（-1）]×6.02×1023mol-1=6.02×1022；
将电解饱和NaCl溶液产物Cl2 通入一定浓度的氢氧化钾溶液中，两者恰好完全反应时（已知反应过程放热），生成物中有三种含Cl元素的离子，根据图象知，ClO-的物质的量为0.06mol，ClO3-的物质的量是0.02mol，根据转移电子守恒得n（Cl-）=0.06mol×（1-0）+0.02mol×（5-0）=0.16mol，
根据氯原子守恒得氯气的物质的量=$\frac{（0.16+0.06+0.02）mol}{2}$=0.12mol，
故氯气、KCl、KClO、KClO3的化学计量数之比=0.12：0.16：0.06：0.02=6：8：3：1，
根据原子守恒得该反应方程式为：6Cl2+12KOH═8KCl+3KClO+KClO3+6H2O，离子方程式为：6Cl2+12OH-=8Cl-+3ClO-+ClO3-+6H2O，
故答案为：6.02×1022；6Cl2+12OH-=8Cl-+3ClO-+ClO3-+6H2O．

点评 本题考查物质的推断，根据物质的性质来分析推断物质，是对学生综合能力的考查，需要学生熟练掌握元素化合物知识，难度较大，（3）离子方程式的书写，实质考查氧化还原反应计算，确定产物离子化学计量数是关键．

练习册系列答案
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