Question

【題目】A是單質(zhì)，D是A單質(zhì)所含元素的最高價氧化物的水化物，甲、乙、丙、丁四種化合物間除甲與丁、丙與乙外，兩兩均能發(fā)生中和反應。已知有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)物和反應條件已略去）；

試回答：

(1) 寫出B在工業(yè)生產(chǎn)中的一種用途___________________。

（2）寫出B轉(zhuǎn)化為C的可能的離子方程式____________________________。

（3）若C的溶液顯酸性，用離子方程式表示其凈水的原理_______________。

（4）若C為鈉鹽，用含m mol C的溶液與1L n mol·L－1的鹽酸充分反應，已知m/n=1/2，則生成D的物質(zhì)的量為________mol。

（5）用A單質(zhì)和鉑作電極，與海水、空氣組成海洋電池，寫出鉑電極上發(fā)生反應的電極反應式_______________________；若負極材料消耗18g，則電池轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為_________。 （阿伏加德羅常數(shù)用NA表示）

Answer 1

【答案】工業(yè)上制備Al（或作耐火材料） Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O Al2O3+2OH—+3H2O ＝ 2[Al(OH)4]— 或

Al2O3+2OH—＝AlO2–+H2O Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+ (4m-n)/3mol O2+2H2O+4e—＝4OH— 2NA

【解析】

由題意：A是單質(zhì)，與氧氣反應生成B為氧化物，甲、乙、丙、丁四種化合物間除甲與丁、丙與乙外，兩兩均能發(fā)生中和反應，為酸與堿的反應，甲與丁為同類物質(zhì)，丙與乙為同類物質(zhì)，氧化物B能與酸或堿反應生成C，D是A單質(zhì)所含元素的最高價氧化物的水化物，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系，可知B為Al2O3，則A為Al、C為Al（OH）3，

（1）氧化鋁可以制備Al（或作耐火材料）等；

（2）B轉(zhuǎn)化生成C為氧化鋁與強堿或強酸的反應；

（3）若C的溶液顯酸性，則C為鋁鹽，溶液中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，可以凈水；

（4）若C為鈉鹽，甲為NaOH，C為NaAlO2，根據(jù) AlO2－+H2O+H＋=Al（OH）3↓、Al（OH）3+3H＋=Al3＋+3H2O計算剩余的氫氧化鋁的物質(zhì)的量；

（5）Al為負極、鉑電極為正極，氧氣在正極獲得電子生成氫氧根離子；根據(jù)Al元素化合價變化計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)目．

由題意：A是單質(zhì)，與氧氣反應生成B為氧化物，甲、乙、丙、丁四種化合物間除甲與丁、丙與乙外，兩兩均能發(fā)生中和反應，為酸與堿的反應，甲與丁為同類物質(zhì)，丙與乙為同類物質(zhì)，氧化物B能與酸或堿反應生成C，D是A單質(zhì)所含元素的最高價氧化物的水化物，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系，可推知B為Al2O3，則A為Al、C為Al（OH）3，，則：

（1）Al2O3在工業(yè)上制備Al（或作耐火材料）；

（2）B轉(zhuǎn)化生成C為氧化鋁與強堿或強酸的反應，反應離子方程式為：Al2O3+6H＋=2Al3＋+3H2O 或Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O，Al2O3+2OH—+3H2O ＝ 2[Al(OH)4]—；

（3）若C的溶液顯酸性，C為鋁鹽，溶液中鋁離子水解Al3＋+3H2OAl（OH）3（膠體）+3H＋，生成氫氧化鋁膠體，可以凈水；

（4）若C為鈉鹽，甲為NaOH，C為NaAlO2，1L n mol·L-1的鹽酸中n（HCl）=n mol，由于n（NaAlO2）：n（HCl）=1：2，故按AlO2－+H2O+H＋=Al（OH）3↓反應，鹽酸有剩余，能部分溶解氫氧化鋁，則：

AlO2－+H2O+H＋=Al（OH）3↓

m mol m mol m mol

剩余n（H＋）=n mol-m mol=（n-m）mol

Al（OH）3+3H＋=Al3＋+3H2O

(n-m)/3mol （n-m）mol

得到氫氧化鋁沉淀為：m mol－(n-m)/3mol=(4m-n)/3mol；

（5）Al為負極、鉑電極為正極，氧氣在正極得電子生成氫氧根離子，正極電極反應式為：O2+2H2O+4e－=4OH－，18gAl的物質(zhì)的量，n(Al)=18g/27g·mol－1=2/3mol，故轉(zhuǎn)移電子數(shù)目=2/3mol×3×NAmol－1=2NA．