Question

已知甲、乙、丙分別代表中學化學中的常見物質，請根據題目要求回答下列問題：
Ⅰ．若甲的化學式為RCl₃，其溶液在加熱蒸干并灼燒時可發(fā)生反應：
a．甲+H₂O

△

乙+丙    b．乙

△

氧化物+H₂O
①若甲為某用途廣泛的金屬元素的氯化物，其溶液在上述變化中生成的氧化物為紅棕色粉末，則甲發(fā)生a反應的化學方程式為：

 

．
②若甲為某短周期金屬元素的氯化物，則該金屬在周期表中的位置是：

 

；若向30mL 1mol/L的甲的溶液中逐漸加入濃度為4mol/L的NaOH溶液，若產生0.78g白色沉淀，則加入的NaOH溶液的體積可能為

 

（選填編號）．
A．3mL    B．7.5mL  C．15mL    D．27.5mL
③將以上兩種金屬單質用導線連接，插入一個盛有NaOH溶液的燒杯中構成原電池，則負極發(fā)生的電極反應為

 

．
Ⅱ．若甲，乙、丙均是短周期中同一周期元素形成的單質或化合物，常溫下乙為固體單質，甲和丙均為氣態(tài)化合物，且可發(fā)生反應：甲+乙

高溫

丙．則：
①寫出上述反應的化學方程式

 

．
②0.5mol氣體甲與足量的過氧化鈉反應，轉移電子的數目為

 

．
③將一定量氣體甲通入某濃度的NaOH溶液得溶液A，向A溶液中逐滴滴入稀鹽酸，加入n（HCl）與生成n（甲）的關系如圖所示，溶液A中各離子濃度由大到小的順序為

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：（1）①甲為三價金屬氯化物，常見的只有鋁和鐵，又因為生成的氯化物為紅棕色粉末，所以甲一定為FeCl₃；
②如果甲為短周期金屬元素的氯化物，則甲只能為氯化鋁；AlCl₃的物質的量=0.03L×1mol/L=0.03mol，若Al³⁺完全轉化為Al（OH）₃沉淀，可得沉淀的質量=0.03mol×78g/mol=2.34g＞0.78g，故有兩種情況，一是：氫氧化鈉不足，部分Al³⁺轉化為Al（OH）₃沉淀，二是：Al³⁺完全轉化為Al（OH）₃沉淀后，部分Al（OH）₃又轉化為偏鋁酸鈉，據此結合方程式計算；
③由于Al與堿發(fā)生反應，而Fe不反應，Al作負極，失去電子，堿性條件下生成硫酸鈣與氫氣；
（2）①甲、乙、丙為短周期元素，乙為固體單質，甲、丙為氣體化合物，甲、乙高溫下生成丙，且三者元素均位于同一周期，只可能為C、N、O三元素組成的化合物，綜合分析可知：甲為CO₂，乙為碳，丙為CO；
②CO₂與足量的過氧化鈉發(fā)生反應2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，計算氧氣的物質的量，結合O元素化合價變化計算轉移電子數目；
③首先發(fā)生反應CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗2molHCl，生成2molNaHCO₃，故溶液中n（Na₂CO₃）=2mol，然后發(fā)生HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，消耗HCl為4mol-2mol=2mol，故原溶液為Na₂CO₃溶液，結合溶液中CO₃^2-水解判斷離子濃度大�。�

解答： 解：（1）①甲為三價金屬氯化物，常見的只有鋁和鐵，又因為生成的氯化物為紅棕色粉末，所以甲一定為FeCl₃，甲發(fā)生a反應的化學方程式為：FeCl₃+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃↓+3HCl↑，
故答案為：FeCl₃+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃↓+3HCl↑；
②如果甲為短周期金屬元素的氯化物，則只可能為氯化鋁，Al位于第三周期第ⅢA族；
實際得到0.78g氫氧化鋁沉淀，其物質的量=

0.78g

78g/mol

=0.01mol，30mL 1mol/L的AlCl₃的溶液中逐漸加入濃度為4mol/L的NaOH溶液，AlCl₃的物質的量=0.03L×1mol/L=0.03mol，若Al³⁺完全轉化為Al（OH）₃沉淀，可得沉淀的質量=0.03mol×78g/mol=2.34g＞0.78g，故部分Al³⁺轉化為Al（OH）₃沉淀，
故有兩種情況，一是：氫氧化鈉不足，部分Al³⁺轉化為Al（OH）₃沉淀，則：
  AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl
0.01mol  0.03mol
故需要氫氧化鈉溶液的體積=

0.03mol

4mol/L

=0.0075L=7.5mL
二是：Al³⁺完全轉化為Al（OH）₃沉淀后，部分Al（OH）₃又轉化為偏鋁酸鈉，則：
   AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl
0.03mol  0.09mol
      Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
（0.03-0.01）mol  0.02mol
故消耗氫氧化鈉的物質的量=0.09mol+0.02mol=0.11mol，需要氫氧化鈉溶液的體積=

0.11mol

4mol/L

=0.0275l=27.5mL，
故答案為：第三周期第ⅢA族；BD；
③由于Al與堿發(fā)生反應，而Fe不反應，Al作負極，失去電子，堿性條件下生成硫酸鈣與氫氣，故負極反應式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）甲、乙、丙為短周期元素，乙為固體單質，甲、丙為氣體，甲、乙高溫下生成丙，且三者元素均位于同一周期，只可能為C、N、O三元素組成的化合物，綜合分析可知：甲為CO₂，乙為碳，丙為CO．
①上述反應的化學方程式為：CO₂+C

高溫  .

2CO，
故答案為：CO₂+C

高溫  .

2CO；
②CO₂與足量的過氧化鈉發(fā)生反應2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，0.5molCO₂氣體反應生成氧氣為0.025mol，故轉移電子的數目=0.025mol×2×N_Amol^-1=0.5N_A，
故答案為：0.5N_A；
③首先發(fā)生反應CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗2molHCl，生成2molNaHCO₃，故溶液中n（Na₂CO₃）=2mol，然后發(fā)生HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，消耗HCl為4mol-2mol=2mol，故原溶液為Na₂CO₃溶液，溶液中CO₃^2-水解，溶液呈堿性，故c （Na⁺）＞c（CO₃^2-）、c（OH^-）＞c（H⁺），而HCO₃^-也水解，且水也電離產生OH^-，故c（OH^-）＞c（HCO₃^-），堿性條件下c（H⁺）很小，故離子濃度大小c （Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：c （Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．

點評：本題比較綜合，涉及無機物推斷、化學計算、原電池、鹽類水解等，推斷元素化合物是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．