Question

18．甲、乙、丙、丁、戊五種單質在一定條件下反應生成A、B、C、D、E五種化合物，其轉化關系如圖1所示．又知：①甲、乙、丙、丁均為前三周期元素的單質，常溫下均為氣態(tài)，丙、丁是空氣的主要成分，戊是應用最廣泛的金屬．②乙在甲中
燃燒發(fā)出蒼白色火焰，E的水溶液呈黃色．回答下列問題：
（1）A與B可反應，產物中陽離子的結構式為．
（2）A與B的沸點比較，較高的是NH₃（寫化學式）．
（3）E的水溶液可使KI淀粉溶液變藍，寫出該反應的離子方程式：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂．
（4）工業(yè)上可由B與丁反應制取C，寫出該反應的化學方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（5）將甲和E同時加（通）入強堿性溶液中，可制得一種高效殺菌、凈水劑（其中含由+6價戊元素形成的帶2個單位負電荷的含氧酸根離子），請寫出該反應的離子方程式：2Fe³⁺+3Cl₂+16OH^-=2FeO₄^2-+6Cl^-+8H₂O．
（6）用以上金屬戊作電極，利用如圖2裝置，可以模擬金屬的電化學防護．若X為碳棒，為減緩戊的腐蝕，開關K應置于N處．若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法．

Answer 1

分析 ①甲、乙、丙、丁均為前三周期元素的單質，常溫下均為氣態(tài)，丙、丁是空氣的主要成分為O₂和N₂，C為NO，戊是應用最廣泛的金屬為Fe，
②乙在甲中燃燒發(fā)出蒼白色火焰，E的水溶液呈黃色，判斷甲為Cl₂，乙為H₂，A為HCl，E為FeCl₃，丁為O₂，D為鐵的氧化物，丙為N₂，B為NH₃，
（1）A為HCl，B為NH₃，反應生成氯化銨，陽離子為銨根離子，氮原子和四個氫原子形成共價鍵，銨根離子結構中氮原子和氫原子間的配位鍵是氮原子提供孤對電子，箭頭指向氫；
（2）A為HCl，B為NH₃，NH₃分子間形成氫鍵；
（3）E的水溶液可使KI淀粉溶液變藍是氯化鐵氧化碘化鉀生成碘單質；
（4）工業(yè)上可由B與丁反應制取C，是氨氣的催化氧化生成一氧化氮和水；
（5）將甲和E同時加（通）入強堿性溶液中，可制得一種高效殺菌、凈水劑，其中含由+6價戊元素形成的帶2個單位負電荷的含氧酸根離子是高鐵酸鹽，反應
（6）作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護．

解答 解：①甲、乙、丙、丁均為前三周期元素的單質，常溫下均為氣態(tài)，丙、丁是空氣的主要成分為O₂和N₂，C為NO，戊是應用最廣泛的金屬為Fe，
②乙在甲中燃燒發(fā)出蒼白色火焰，E的水溶液呈黃色，判斷甲為Cl₂，乙為H₂，A為HCl，E為FeCl₃，丁為O₂，D為鐵的氧化物，丙為N₂，B為NH₃，
（1）銨根離子結構中氮原子和氫原子間的配位鍵是氮原子提供孤對電子，箭頭指向氫，結構式為：，故答案為：；
（2）A為HCl，B為NH₃，NH₃分子間形成氫鍵沸點高，A與B的沸點比較，較高的是NH₃，
故答案為：NH₃；
（3）E的水溶液可使KI淀粉溶液變藍是氯化鐵氧化碘化鉀生成碘單質，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂ ，
故答案為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂ ；
（4）B是氨氣，丁是氧氣，在催化劑加熱條件下，氨氣被催化氧化生成一氧化氮和水，反應方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（5）E是氯化鐵，凈水劑中含由+6價Fe元素形成的帶2個單位負電荷的含氧酸根離子，給離子的電荷及鐵、氧元素的化合價知，該離子為FeO₄^2-，該反應中鐵元素失電子則氯元素得電子生成氯離子，所以離子反應方程式為2Fe³⁺+3Cl₂+16OH^-=2FeO₄^2-+6Cl^-+8H₂O，
故答案為：2Fe³⁺+3Cl₂+16OH^-=2FeO₄^2-+6Cl^-+8H₂O；
（6）作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護，若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，則鐵應作電解池陰極，所以開關K應該置于處N處；
若X為鋅，開關K置于M處，該裝置構成原電池，鋅易失電子作負極，鐵作正極而被保護，該電化學防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法，
故答案為：N；犧牲陽極的陰極保護法．

點評 本題考查了無機物的推斷、原電池原理、氧化還原反應等，同時考查學生綜合運用知識的能力，正確推斷物質是解本題關鍵，根據物質的顏色、反應現(xiàn)象等題眼結合物質之間的轉化關系來推斷，難點是離子方程式的書寫，題目難度中等．