Question

單質A與粉末化合物B組成的混合物相互轉化關系如下圖所示：

請回答下列問題：
（1）A單質的元素在周期表中處于______．
（2）D與G兩溶液混合后發(fā)生反應的離子方程式為______．
（3）常溫下，D溶液的pH______7（填“＞”或“＜”或”=”），其原因是______（用離子方程式表示）．
（4）用碳棒、稀硫酸、氣體E和氣體F組成燃料電池，該電池的正極反應式為______．

Answer 1

解：單質A與粉末化合物B組成的混合物與酸反應生成CD溶液和氣體EF，單質A與粉末化合物B組成的混合物與足量水反應生成氣體EF和G溶液；說明單質A和酸堿反應生成氣體，判斷A為Al；B為能與水反應生成生成堿和氣體的物質，推斷為Na₂O₂，轉化關系中H可以和酸硫酸反應和堿氫氧化鈉反應，說明H為兩性物質判斷為Al（OH）₃；G為NaAlO₂，D為Al₂（SO4）₃；C為Na₂SO₄，綜合推斷可知EF為氧氣和氫氣；
（1）A為鋁周期表中在第三周期 IIIA族，故答案為：第三周期 IIIA族；
（2）D與G兩溶液混合后發(fā)生反應是偏鋁酸鈉和硫酸鋁混合發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁沉淀，反應的離子方程式為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（3）常溫下，D溶液是硫酸鋁溶液，鋁離子水解顯酸性，溶液的pH＜7，原因是Al³⁺+3H₂O Al（OH）₃+3H⁺，
故答案為：＜；Al³⁺+3H₂O Al（OH）₃+3H⁺；
（4）用碳棒、稀硫酸、氣體E和氣體F組成燃料電池是氫氧燃料電池，電解質是酸，原電池中 負極失電子發(fā)生氧化反應，正極上得到電子發(fā)生還原反應，所以該電池的正極是氧氣得到電子發(fā)生還原反應，由于是酸性電池，所以電極反應式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
分析：單質A與粉末化合物B組成的混合物與酸反應生成CD溶液和氣體EF，單質A與粉末化合物B組成的混合物與足量水反應生成氣體EF和G溶液；說明單質A和酸堿反應生成氣體，判斷A為Al；B為能與水反應生成生成堿和氣體的物質，推斷為Na₂O₂，轉化關系中H可以和酸硫酸反應和堿氫氧化鈉反應，說明H為兩性物質判斷為Al（OH）₃；G為NaAlO₂，D為Al₂（SO4）₃；C為Na₂SO₄，綜合推斷可知EF為氧氣和氫氣；依據(jù)判斷出的物質回答問題．
點評：本題考查了物質轉化關系的判斷應用，物質性質的分析應用，主要考查鋁及其化合物性質的應用，水解反應應用，離子方程式的書寫原則，原電池的原理應用和電極書寫．