Question

A、J是日常生活中常见的两种金属，J氧化物具有磁性．这两种金属和NaOH溶液组成原电池，A作负极；D和F常温下是单质气体，F是空气的主要成分；A、C、E和H都含A元素，其中A、E、H具有两性．各物质有以下（图1）的转化关系（部分产物及条件略去）．

请回答以下问题：
（1）写出原电池①的负极反应方程式

 

．
（2）常温时pH=12的C溶液中，溶质的阳离子与溶质的阴离子浓度之差为

 

（写出计算式）．
（3）写出②的化学方程式

 

．
（4）含A元素的某盐X常做净水剂，X做焰色反应时，透过蓝色的钴玻璃观察火焰呈紫色．500mLX的溶液与Ba（OH）₂反应生成沉淀的质量与加入Ba（OH）₂物质的量的关系如图2：
请回答：X晶体的俗名为

 

；其溶液的物质的量浓度为

 

mol/L．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：

分析：（1）题中C→E→H→A→J的转化是中学化学中常见反应，H→A为工业冶炼金属铝，A→J为铝热反应，故应为AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe的反应，该原电池是铝做负极，铁做正极，电解质溶液为NaOH，负极上发生的反应为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C为NaAlO₂，根据溶液呈电中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），进行判断离子关系；
（3）反应②为工业合成氨的重要反应，反应为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；
（4）含A元素的某盐X常做净水剂，X做焰色反应时，透过钴玻璃观察火焰呈紫色，说明盐中含有铝元素和钾元素，为明矾，根据图象判断反应的物质的量的关系，以此计算．

解答： 解：（1）题中H→A为工业冶炼金属铝，A→J为铝热反应，为推断题的突破口，依次可知C→E→H→A→J的转化是中学化学中常见反应，为AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe之间的转化，该原电池是铝做负极，铁做正极，电解质溶液为NaOH，可以推知：A为Al，C为NaAlO，E为Al（OH）₃，H为Al₂O₃，J为Fe，M为FeS，原电池中，Al做负极被氧化，在碱性溶液中生成AlO₂^-，电极反应式为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C为NaAlO₂，根据溶液呈电中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）可知：c（Na⁺）-c（AlO₂^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=10^-2-10^-12 mol/L，
故答案为：10^-2-10^-12 mol/L或c（OH^-）-c（H⁺）；
（3）原电池正极生成H₂，即D为H₂，则G为氢化物，由G→I→K的转化可知该氢化物中存在变价非金属元素，应为N元素，故G为NH₃，I为NO，K为NO₂，L为HNO₃，反应②为工业合成氨的重要反应，反应为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；
（4）含A元素的某盐X常做净水剂，X做焰色反应时，透过钴玻璃观察火焰呈紫色，说明盐中含有铝元素和钾元素，为明矾，俗称为明矾或白矾；
根据反应计算：
Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄
1mol 233g
n 233g
则n=1mol，根据SO₄^2-离子的守恒可知500mLKAl（SO₄）₂的溶液中含有溶质的物质的量为0.5mol，
故浓度为：

0.5mol

0.5L

=1mol/L，
故答案为：明矾或白矾；1mol/L．

点评：本题考查元素化合物推断，同时考查电化学、盐类的水解等知识，具有较高的综合度，本题具有一定的难度．