Question

12．已知D、M、H是常見的非金屬單質(zhì)，其中M是無色氣體，H是有色氣體，J是一種金屬單質(zhì)（其同族的某種元素是形成化合物種類最多的元素），A、C是金屬氧化物，C和J均是某種常見電池的電極材料，J元素的+2價化合物比+4價化合物穩(wěn)定，B與C反應(yīng)時，每生成1molH同時消耗4molB和1molC，它們關(guān)系如圖1：

（1）寫出A物質(zhì)的化學(xué)式：Fe₃O₄．
（2）寫出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式：2HClO═2HCl+O₂↑．反應(yīng)②的化學(xué)方程式PbO₂+4HCl（濃）═PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）向框圖中的紅褐色透明液體中逐滴滴入HI溶液，可以觀察到先產(chǎn)生紅褐色沉淀，后紅褐色沉淀溶解，紅褐色沉淀溶解的離子方程式為2Fe（OH）₃+2I^-+6H⁺=I₂+2Fe²⁺+6H₂O．
（4）由金屬氧化物A和C得到其相應(yīng)的金屬，在冶金工業(yè)上一般可用方法②（填序號）．
①熱分解法      ②熱還原法       ③電解法
其中從A得到其相應(yīng)金屬也可用鋁熱法，若反應(yīng)中1molA參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為8mol．
（5）用C、J作電極，與硫酸構(gòu)成如圖2所示電池，正極的電極反應(yīng)為當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移1mol電子時，負(fù)極質(zhì)量增加48克．

Answer 1

分析 H是元素氣體非金屬單質(zhì)，則H為Cl₂，J是一種金屬單質(zhì)，其同族的某種元素是形成化合物種類最多的元素，推斷J為Pb，由J+H=I，可判斷I為PbCl₂，A、C是金屬氧化物，C和J均是某種常見電池的電極材料，J元素的+2價化合物比+4價化合物穩(wěn)定，則C為PbO₂．結(jié)合C+D=J+CO₂，應(yīng)是碳和PbO₂的反應(yīng)，故D為C；
由F+G煮沸得到紅褐色液體，證明生成的是氫氧化鐵膠體，而E+H=F，A+B=E+F+G，可推斷E為FeCl₂，F(xiàn)為FeCl₃，G為H₂O，B為HCl，A為Fe₃O₄；根據(jù)G+H=B+L，可知L為HClO，則M為O₂；B與C反應(yīng)時，每生成1molH同時消耗4molB和1molC，發(fā)生反應(yīng)：PbO₂+4HCl=2H₂O+Cl₂↑+PbCl₂，據(jù)此解答．

解答 解：H是元素氣體非金屬單質(zhì)，則H為Cl₂，J是一種金屬單質(zhì)，其同族的某種元素是形成化合物種類最多的元素，推斷J為Pb，由J+H=I，可判斷I為PbCl₂，A、C是金屬氧化物，C和J均是某種常見電池的電極材料，J元素的+2價化合物比+4價化合物穩(wěn)定，則C為PbO₂．結(jié)合C+D=J+CO₂，應(yīng)是碳和PbO₂的反應(yīng)，故D為C；
由F+G煮沸得到紅褐色液體，證明生成的是氫氧化鐵膠體，而E+H=F，A+B=E+F+G，可推斷E為FeCl₂，F(xiàn)為FeCl₃，G為H₂O，B為HCl，A為Fe₃O₄；根據(jù)G+H=B+L，可知L為HClO，則M為O₂；B與C反應(yīng)時，每生成1molH同時消耗4molB和1molC，發(fā)生反應(yīng)：PbO₂+4HCl=2H₂O+Cl₂↑+PbCl₂．
（1）A物質(zhì)的化學(xué)式為：Fe₃O₄，故答案為：Fe₃O₄；
（2）反應(yīng)⑤是次氯酸見光分解的反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2HClO═2HCl+O₂↑，
反應(yīng)②是HCl與PbO₂反應(yīng)時，每生成1molCl₂同時消耗4molHCl和1molPbO₂，化學(xué)方程式為：PbO₂+4HCl（濃）═PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：2HClO═2HCl+O₂↑；PbO₂+4HCl（濃）═PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）向氫氧化鐵膠體中逐滴滴入HI溶液，開始電解質(zhì)中和膠體膠粒所帶電荷，發(fā)生膠體聚沉，得到氫氧化鐵沉淀，而后HI與氫氧化鐵發(fā)生酸堿中和反應(yīng)、鐵離子氧化碘離子生成碘，紅褐色沉淀溶解的離子方程式為：2Fe（OH）₃+2I^-+6H⁺=I₂+2Fe²⁺+6H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+2I^-+6H⁺=I₂+2Fe²⁺+6H₂O；
 （4）由金屬氧化物A為Fe₃O₄和C為PbO₂ 得到其相應(yīng)的金屬為Fe、Pb，依據(jù)金屬活動順序，在冶金工業(yè)上一般可用熱還原法，其中從A得到其相應(yīng)金屬也可用鋁熱法，發(fā)生的反應(yīng)為：3Fe₃O₄+8Al $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃，若反應(yīng)中1molA參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為8mol，
故答案為：②；8mol；
（5）用PbO₂、Pb作電極，與硫酸構(gòu)成如圖所示電池是鉛蓄電池，正極為PbO₂，電極反應(yīng)為：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-═PbSO₄+2H₂O，負(fù)極為Pb，電極反應(yīng)為：Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移1mol電子時，負(fù)極反應(yīng)0.5molPb，其質(zhì)量=0.5mol×207.2g/mol=103.6g，生成0.5molPbSO₄，其質(zhì)量=0.5mol×303.2g/mol=151.6g，故負(fù)極質(zhì)量增加=151.6g-103.6g=48g，
故答案為：48．

點評 本題考查元素?zé)o機(jī)物推斷，物質(zhì)的顏色、J為電池的電極材料及同主族元素形成化合物最多等水推斷突破口，再結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷，需要學(xué)生熟練掌握元素化合物性質(zhì)，難度中等．