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【题目】下图是无机物 A~J在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。其中C为红棕色气体;H和I是两种常见的金属单质;过量I与 D溶液反应生成A。

请填写下列空白:

(1)H元素在周期表中的位置是________;写出①的离子反应方程式:_________;检验E溶液中阳离子的最佳试剂为________。

(2)这类反应常用于冶炼高熔点的金属。用MnO2冶炼金属锰的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。

(3)SCR技术处理机动车尾气时,在催化条件下利用氨气与C反应,生成无污染的物质。发生反应的化学方程式为__________。

(4)F与NaClO、NaOH溶液反应,可制得一种“绿色”高效净水剂K2FeO4。每生成1molFeO42-时转移____________mol电子。

(5)B为大气污染物,利用炭粉可以将其还原为无污染的物质X2。

已知:X2(g)+O2(g)=2XO(g) △H=+180.6kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol

写出用碳粉还原B的热化学方程式__________。

【答案】第三周期ⅢA族 3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O KSCN溶液 3:4 8NH3+6NO27N2+12H2O 3 C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) △H=-574.1kJ/mol

或C(s)+2XO(g)=CO2(g)+X2(g) △H=-574.1kJ/mol

【解析】

反应中H和I是两种常见的金属单质,H与G在高温下反应产生I和J,则H是Al,I是Fe,J是Al2O3,G是Fe的氧化物;C为红棕色气体;C是B与O2反应生成,则B是NO,C的NO2,B与H2O反应产生的D是HNO3,过量I与 D溶液反应生成A,则A是Fe(NO3)2,E是Fe(NO3)3,E与NaOH溶液反应产生F是Fe(OH)3,F加热分解产生G,故G是Fe2O3。

(1)H是Al,Al元素在周期表中的位置是第三周期ⅢA族,反应①是Fe2+在酸性条件下被NO3-氧化变为Fe3+的过程,离子反应方程式:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;E中金属阳离子是Fe3+,检验Fe3+的最佳试剂为KSCN溶液,若看到溶液变为血红色,就证明含Fe3+;

(2)铝热反应常用于冶炼高熔点的金属。若用MnO2冶炼金属锰,反应方程式为4Al+3MnO23Mn+2Al2O3,在反应中氧化剂是MnO2,还原剂是Al,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:4;

(3)SCR技术处理机动车尾气时,在催化条件下利用氨气与NO2反应,生成无污染的物质N2和水。根据电子守恒及原子守恒,可知反应方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O;

(4)F是Fe(OH)3,Fe(OH)3与NaClO、NaOH溶液反应,可制得一种“绿色”高效净水剂K2FeO4。在Fe(OH)3中Fe元素化合价为+3价,在K2FeO4中Fe元素化合价为+6价,所以每生成1molFeO42-时转移3mol电子;

(5)B 是NO,它是大气污染物,利用炭粉可以将其还原为无污染的物质N2。

①X2(g)+O2(g)=2XO(g) △H=+180.6kJ/mol ②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol

②-①,整理可得:C(s)+2XO(g)=CO2(g)+X2(g) △H=-574.1kJ/mol,或写为C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) △H=-574.1kJ/mol。

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