Question

14．A、B、C、D均為中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì)，它們之間轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖（部分產(chǎn)物已略去）：A$→_{一定條件}^{+D}$B$→_{一定條件}^{+D}$C
試回答：
（1）若D是具有氧化性的單質(zhì)，則屬于主族的金屬A為Na（填元素符號）
（2）若D是金屬，C溶液在儲存時應(yīng)加入少量D，其理由是（用離子方程式表示）2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺
（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物且B不溶于水，在溶液中A和C反應(yīng)生成B．請寫出B轉(zhuǎn)化為C的所有可能的離子方程式Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O 或Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，A與C反應(yīng)的離子方程式：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃．化合物B經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到單質(zhì)E，將一定質(zhì)量的Mg和E 的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體．待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示．則固體混合物中Mg的質(zhì)量為3.6g；NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5mol/L．

Answer 1

分析 （1）若D是具有氧化性的單質(zhì)，A為主族的金屬，鈉與氧氣的反應(yīng)符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；
（2）若D是金屬，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，D為變價金屬，A具有強氧化性，可推知A為氯氣、D為Fe、B為FeCl₃、C為FeCl₂；
（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物且B不溶于水，在溶液中A和C反應(yīng)生成B，應(yīng)含有Al元素，可推知A為偏鋁酸鹽、D為強酸、B為氫氧化鋁、C為鋁鹽（或者A為鋁鹽、D為強堿、B為氫氧化鋁、C為偏鋁酸鹽）．

解答 解：（1）若D是具有氧化性的單質(zhì)，A為主族的金屬，A為鈉、D為氧氣、B為氧化鈉、C為過氧化鈉，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，
故答案為：Na；
（2）若D是金屬，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，D為變價金屬，A具有強氧化性，可推知A為氯氣、D為Fe、B為FeCl₃、C為FeCl₂，則：FeCl₂溶液在儲存時應(yīng)加入少量Fe，其理由是：加入少量鐵，發(fā)生反應(yīng)2Fe³⁺+Fe=3Fe2⁺，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物且B不溶于水，在溶液中A和C反應(yīng)生成B，應(yīng)含有Al元素，可推知A為偏鋁酸鹽、D為強酸、B為氫氧化鋁、C為鋁鹽（或者A為鋁鹽、D為強堿、B為氫氧化鋁、C為偏鋁酸鹽），則：
B轉(zhuǎn)化為C的所有可能的離子方程式為：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O 或Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，A與C反應(yīng)的離子方程式：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃，
化合物Al（OH）₃經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到單質(zhì)E為Al，將一定質(zhì)量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體，待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，
由圖可知，200～240mL為氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，可知n[Mg（OH）₂]=0.15mol，根據(jù)Mg元素守恒可知：m（Mg）=0.15mol×24g/mol=3.6g，
沉淀最大時為氫氧化鎂、氫氧化鋁，故n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根據(jù)電荷守恒可知，20～200mL消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量等金屬提供電子物質(zhì)的量，故n（NaOH）=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol，則c（NaOH）=$\frac{0.9mol}{0.2L-0.02L}$=5mol/L，
故答案為：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O 或Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃；3.6g；5mol/L．

點評 本題考查無機物推斷，屬于開放性題目，需要學(xué)生熟練掌握元素化合物知識，（3）中計算關(guān)鍵清楚個階段發(fā)生的反應(yīng)，注意利用守恒思想解答，難度中等．