Question

（2012?上饒一模）如圖1，A、J是日常生活中常見的兩種金屬，這兩種金屬和NaOH組成原電池，A作負極；F常溫下是氣體，各物質有以下的轉化關系（部分產物及條件略去）．

請回答以下問題：
（1）寫出原電池的負極反應方程式

Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O

．
（2）常溫時pH=12的C溶液中，溶質的陽離子與溶質的陰離子濃度之差為

10^-2-10^-12mol/L或c（OH^-）-c（H⁺）

（寫出計算式）；相同條件下，等濃度的C溶液與CH₃COONa溶液中，C的陰離子與CH₃COO^-濃度的大小關系：前者

＜

后者（用“＞”、“＜”或“=”表示）．
（3）金屬A的氯化物沸點較低，又易升華，能否電解這種熔融氯化物來生產A？

否

．原因是

因為A的氯化物熔沸點低，據此判斷它的晶體為分子晶體，在熔融態時不電離，不能被電解

．
（4）寫出②的化學方程式

4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O

．
（5）寫出A→J反應的化學方程式

Fe₂O₃+2Al

高溫  .

2Fe+Al₂O₃

．
（6）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應時，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色．則：
①水溶液與NaHCO₃溶液混合，反應的離子方程式為：

Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑

②500mLX的溶液與Ba（OH）₂反應生成沉淀的質量與加入Ba（OH）₂物質的量的關系如圖2：請回答：X晶體的俗名為

明礬或白礬

；其溶液的物質的量濃度為

1mol/L

mol/L．

Answer 1

分析：（1）題中C→E→H→A→J的轉化是中學化學中常見反應，H→A為工業冶煉金屬鋁，A→J為鋁熱反應，故應為AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe的反應，該原電池是鋁做負極，鐵做正極，電解質溶液為NaOH，負極上發生的反應為：
Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C為NaAlO₂，根據溶液呈電中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），進行判斷離子關系；
（3）根據AlCl₃為共價化合物在熔融狀態下不導電進行分析；
（4）反應②為工業合成氨的重要反應，反應為：4NH₃+5O₂ 

催化劑 .

△

  4NO+6H₂O； 
（5）反應A→J為鋁熱反應，反應為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

2Fe+Al₂O₃；
（6）①根據弱酸的陰離子和弱堿的陽離子發生相互促進的水解來書寫離子方程式；
②含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應時，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色，說明鹽中含有鋁元素和鉀元素，為明礬，根據圖象判斷反應的物質的量的關系，以此計算．

解答：解：（1）題中H→A為工業冶煉金屬鋁，A→J為鋁熱反應，為推斷題的突破口，依次可知C→E→H→A→J的轉化是中學化學中常見反應，為AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe之間的轉化，該原電池是鋁做負極，鐵做正極，電解質溶液為NaOH，可以推知：A為Al，C為NaAlO，E為Al（OH）₃，H為Al₂O₃，J為Fe，M為FeS，原電池中，Al做負極被氧化，在堿性溶液中生成AlO₂^-，電極反應式為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C為NaAlO₂，根據溶液呈電中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）可知：c（Na⁺）-c（AlO₂^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=10^-2-10^-12 mol/L，故答案為：10^-2-10^-12 mol/L或c（OH^-）-c（H⁺）；  
（3）金屬A的氯化物為AlCl₃，為共價化合物在熔融狀態下不導電，故答案為：否；因為A的氯化物熔沸點低，據此判斷它的晶體為分子晶體，在熔融態時不電離，不能被電解；
（4）原電池正極生成H₂，即D為H₂，則G為氫化物，由G→I→K的轉化可知該氫化物中存在變價非金屬元素，應為N元素，故G為NH₃，I為NO，K為NO₂，L為HNO₃，反應②為工業合成氨的重要反應，反應為：4NH₃+5O₂ 

催化劑 .

△

  4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂ 

催化劑 .

△

  4NO+6H₂O  
（5）反應A→J為鋁熱反應，反應為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

2Fe+Al₂O₃  故答案為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

2Fe+Al₂O₃  
（6）①AlCl₃水溶液與NaHCO₃溶液反應相互促進的水解，反應為Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，該反應為泡沫滅火器的反應原理，故答案為：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
 ②含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應時，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色，說明鹽中含有鋁元素和鉀元素，為明礬，俗稱為明礬或白礬；
根據反應計算：
Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄
    1mol    233g
    n       233g
則n=1mol，根據SO₄^2-離子的守恒可知500mLKAl（SO₄）₂的溶液中含有溶質的物質的量為0.5mol，
故濃度為：

0.5mol

0.5L

=1mol/L，故答案為：明礬或白礬；1mol/L．

點評：本題考查元素化合物推斷，同時考查電化學、晶體類型的判斷、鹽類的水解等知識，具有較高的綜合度，本題具有一定的難度．