Question

2．A～J十種物質(zhì)均由短周期元素組成，相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示（反應(yīng)條件及部分產(chǎn)物略），其中每個(gè)三角環(huán)內(nèi)三種物質(zhì)均至少含有同一種第三周期的元素．另已知：A是由地殼中含量最高的元素組成的單質(zhì)；D為離子化合物，陰、陽(yáng)離子均含有金屬元素；E為形成酸雨的主要成分；H為淡黃色固體化合物；J是氯堿工業(yè)的重要原料．

請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：
（1）制備難溶物C的方法有多種，其中最適于實(shí)驗(yàn)室操作的反應(yīng)離子方程式為Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．常溫下D溶液呈堿性，用離子方程式表示其原因：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-．
（2）E中所含元素分別對(duì)應(yīng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱為（填化學(xué)式）H₂O＞H₂S；它們的沸點(diǎn)差異較大的原因是H₂O分子間有氫鍵作用，故沸點(diǎn)較高，而H₂S分子間沒(méi)有氫鍵．為了防止E對(duì)環(huán)境的污染，工業(yè)生產(chǎn)中吸收E的常用試劑為石灰水或氨水．E（g） 轉(zhuǎn)化為F（g）時(shí)溫度不宜太高更有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的原因是△H＜0，而△S＜0．鐵與過(guò)量G的濃溶液加熱條件下反應(yīng)生成E的化學(xué)方程式：2Fe+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O．
（3）若H用于呼吸面具時(shí)生成A的體積為1.12L（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×10²²．
將電解飽和J溶液所得產(chǎn)物X₂通入一定濃度的氫氧化鉀溶液中，兩者恰好完全反應(yīng)時(shí)（已知反應(yīng)過(guò)程放熱），生成物中有三種含X元素的離子，其中兩種離子的物質(zhì)的量（n）與反應(yīng)時(shí)間（t）的變化示意圖如圖2所示．寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：6Cl₂+12OH^-=8Cl^-+3ClO^-+ClO₃^-+6H₂O．

Answer 1

分析 所有物質(zhì)均由短周期元素組成，且每個(gè)小三角形內(nèi)的三種物質(zhì)均至少含有第三周期中的一種相同元素．A是地殼中含量最高的元素組成的單質(zhì)，則A是O₂；E為形成酸雨的主要成分，則E是SO₂，F(xiàn)為SO₃，G是H₂SO₄；H為淡黃色固體化合物，且含有第三周期元素，則H為Na₂O₂，J是氯堿工業(yè)的重要原料，過(guò)氧化鈉轉(zhuǎn)化得到I，I轉(zhuǎn)化得到J，過(guò)氧化鈉可以直接轉(zhuǎn)化得到J，則J是NaCl，I為NaOH；D為離子化合物，陰、陽(yáng)離子均含有金屬元素，且含有第三周期元素，所以D是NaAlO₂，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系，可知B是Al₂O₃，C是Al（OH）₃，據(jù)此解答．

解答 解：所有物質(zhì)均由短周期元素組成，且每個(gè)小三角形內(nèi)的三種物質(zhì)均至少含有第三周期中的一種相同元素．A是地殼中含量最高的元素組成的單質(zhì)，則A是O₂；E為形成酸雨的主要成分，則E是SO₂，F(xiàn)為SO₃，G是H₂SO₄；H為淡黃色固體化合物，且含有第三周期元素，則H為Na₂O₂，J是氯堿工業(yè)的重要原料，過(guò)氧化鈉轉(zhuǎn)化得到I，I轉(zhuǎn)化得到J，過(guò)氧化鈉可以直接轉(zhuǎn)化得到J，則J是NaCl，I為NaOH；D為離子化合物，陰、陽(yáng)離子均含有金屬元素，且含有第三周期元素，所以D是NaAlO₂，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系，可知B是Al₂O₃，C是Al（OH）₃．
（1）Al（OH）₃易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，實(shí)驗(yàn)室中適合用鋁鹽與氨水反應(yīng)制備，反應(yīng)離子方程式為：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
D是NaAlO₂，偏鋁酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，偏鋁酸根離子易水解而使其溶液呈堿性，水解離子方程式為：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，
故答案為：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-；
（2）E是SO₂，含有元素對(duì)應(yīng)氫化物為H₂O、H₂S，由于非金屬性O(shè)＞S，故氫化物穩(wěn)定性H₂O＞H₂S，H₂O分子間有氫鍵作用，沸點(diǎn)較高，而H₂S分子間沒(méi)有氫鍵，沸點(diǎn)較低；
為了防止SO₂對(duì)環(huán)境的污染，工業(yè)生產(chǎn)中吸收SO₂的常用試劑為石灰水或氨水；
由于反應(yīng)的△H＜0，△S＜0，SO₂（g） 轉(zhuǎn)化為SO₃（g）時(shí)溫度不宜太高更有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；
鐵與過(guò)量H₂SO₄的濃溶液加熱條件下反應(yīng)生成SO₂的化學(xué)方程式：2Fe+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O，
故答案為：H₂O＞H₂S；H₂O分子間有氫鍵作用，故沸點(diǎn)較高，而H₂S分子間沒(méi)有氫鍵；石灰水或氨水；△S＜0；2Fe+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+3SO₂↑+6H₂O；
（3）氧氣物質(zhì)的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.05mol×2×[0-（-1）]×6.02×10²³mol^-1=6.02×10²²；
將電解飽和NaCl溶液產(chǎn)物Cl₂ 通入一定濃度的氫氧化鉀溶液中，兩者恰好完全反應(yīng)時(shí)（已知反應(yīng)過(guò)程放熱），生成物中有三種含Cl元素的離子，根據(jù)圖象知，ClO^-的物質(zhì)的量為0.06mol，ClO₃^-的物質(zhì)的量是0.02mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n（Cl^-）=0.06mol×（1-0）+0.02mol×（5-0）=0.16mol，
根據(jù)氯原子守恒得氯氣的物質(zhì)的量=$\frac{（0.16+0.06+0.02）mol}{2}$=0.12mol，
故氯氣、KCl、KClO、KClO₃的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=0.12：0.16：0.06：0.02=6：8：3：1，
根據(jù)原子守恒得該反應(yīng)方程式為：6Cl₂+12KOH═8KCl+3KClO+KClO₃+6H₂O，離子方程式為：6Cl₂+12OH^-=8Cl^-+3ClO^-+ClO₃^-+6H₂O，
故答案為：6.02×10²²；6Cl₂+12OH^-=8Cl^-+3ClO^-+ClO₃^-+6H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的推斷，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)來(lái)分析推斷物質(zhì)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生熟練掌握元素化合物知識(shí)，難度較大，（3）離子方程式的書(shū)寫(xiě)，實(shí)質(zhì)考查氧化還原反應(yīng)計(jì)算，確定產(chǎn)物離子化學(xué)計(jì)量數(shù)是關(guān)鍵．