Question

已知化合物A与B组成元素相同，在常温下均呈液态；D与E都为金属单质，且D、E与甲的浓溶液在常温作用都无明显现象，加热时有大量红棕色气体产生．E与D的氧化物的反应可用于焊接钢轨．
（1）A的结构式为

H-O-O-H

，说出A在医疗中的一种重要作用

杀菌消毒

．
（2）写出过量D与甲稀溶液反应的离子方程式：

3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O

；
（3）以D、E为电极，NaOH溶液为电解质溶液可以组成原电池，原电池负极的电极反应式为

Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O

．现利用此装置电解CuSO₄溶液，电解一段时间后，阴阳两极产生的气体在标准状况下都是2.24L．请写出阳极的电极反应式

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

；若电解前CuSO4溶液的体积为200mL，则其物质的量浓度是

0.5mol/L

；
（4）含有D、E元素的一种新型无机高分子材料高效净水剂[ED（OH）₄Cl₂]m与过量浓盐酸溶液可以反应，其反应的化学方程式为

：[AlFe（OH）₄Cl₂]m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O

．

Answer 1

分析：化合物A与B组成元素相同，在常温下均呈液态，为H₂O、H₂O₂；
D与E都为金属单质，E与D的氧化物的反应可用于焊接钢轨，为铝热反应，E为Al，D为Fe，Fe、Al与甲的浓溶液在常温作用都无明显现象，加热时有大量红棕色气体产生，甲为HNO₃；
（1）A在医疗中有重要作用，可知A为H₂O₂，B为H₂O；
（2）过量的Fe与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO、水；
（3）铝与氢氧化钠溶液反应，故铝为负极，Al放电，在碱性条件下生成偏铝酸根与水；
电解CuSO₄溶液，阳极是氢氧根离子放电，生成氧气与水，由于阴阳两极产生的气体在标准状况下都是2.24L，故阴极首先是Cu²⁺放电，然后H⁺放电生成H₂，根据电子转移守恒计算溶液中Cu²⁺，进而计算CuSO4溶液的浓度；
（4）净水剂[AlFe（OH）₄Cl₂]m与过量浓盐酸溶液反应，实质是OH^-与H⁺反应．

解答：解：化合物A与B组成元素相同，在常温下均呈液态，为H₂O、H₂O₂；
D与E都为金属单质，E与D的氧化物的反应可用于焊接钢轨，为铝热反应，E为Al，D为Fe，Fe、Al与甲的浓溶液在常温作用都无明显现象，加热时有大量红棕色气体产生，甲为HNO₃；
（1）A在医疗中有重要作用，可知A为H₂O₂，B为H₂O，H₂O₂是共价化合物，分子中氧原子之间形成1对共用电子对，氧原子与氢原子之间形成1对共用电子对，结构式为H-O-O-H，在医疗中常用于杀菌消毒；
故答案为：H-O-O-H，杀菌消毒；
（2）过量的Fe与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO、水，反应离子方程式为3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案为：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）铝与氢氧化钠溶液反应，故铝为负极，Al放电，在碱性条件下生成偏铝酸根与水，
电极反应式为Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
电解CuSO₄溶液，阳极是氢氧根离子放电，生成氧气与水，电解反应式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
阴极产生的2.24L气体是氢气，在标准状况下氢气的物质的量为

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，阳极产生的2.24L气体是氧气，在标准状况下氧气的物质的量为为

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，令原溶液中Cu²⁺为amol，根据电子转移守恒有：2×amol+0.1mol×2=0.1mol×4，解得a=0.1，故CuSO4溶液的物质的量浓度为

0.1mol

0.2L

=0.5mol/L；
故答案为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，0.5mol/L；
（4）净水剂[AlFe（OH）₄Cl₂]m与过量浓盐酸溶液反应生成氯化铝、氯化铁与水，反应方程式为：[AlFe（OH）₄Cl₂]m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O；
故答案为：[AlFe（OH）₄Cl₂]m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O．

点评：主要以“无机框图题”的形式考查元素单质及其化合物的性质，涉及常用化学用语、原电池原理与有关计算等，难度中等，熟练掌握物质的性质，是推断的关键．