Question

A、B、C、X是中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)，均由短周期元素組成，轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖．請針對以下三種不同情況回答：
（1）若A、B、C中均含同一種常見金屬元素，該元素在C中以陰離子形式存在，將A、C的水溶液混合可得B的白色膠狀沉淀．
①A中含有的金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

．
②該金屬元素的單質(zhì)與某紅色氧化物在高溫下反應(yīng)，可用于焊接鐵軌及定向爆破，已知：1mol該單質(zhì)完全反應(yīng)，當溫度恢復(fù)至298K時，共放熱Q kJ，請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（2）若A為有機物，75%的A溶液可作為消毒劑，常溫常壓下B、C均為無色氣體，C是一種常見的滅火劑．則A的結(jié)構(gòu)簡式為：

 

；利用原電池原理，將B、X分別通入由A制成的兩多孔電極，以20%-30%的KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可以組成化學(xué)電源，該電池放電時，負極電極反應(yīng)式為

 

．
（3）若A、B、C的焰色反應(yīng)均呈黃色，水溶液均為堿性．
①用化學(xué)方程式表明C溶液呈堿性的原因

 

．
②將4.48L（標準狀況下）X通入100mL3mol/L A的水溶液后，溶液中離子濃度由大到小的順序為

 

．
③自然界中存在B、C和H₂O按一定比例結(jié)晶而成的固體．取一定量該固體溶于水配成100mL溶液，測得溶液中金屬陽離子的濃度為0.5mol/L．若取相同質(zhì)量的固體加熱至恒重，剩余固體的質(zhì)量為

 

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Answer 1

分析：A、B、C、X是中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)，均由短周期元素組成．
（1）若A、B、C中均含同一種常見金屬元素，該元素在C中以陰離子形式存在，由轉(zhuǎn)化關(guān)系，考慮C為AlO₂^-，將A、C的水溶液混合可得B的白色膠狀沉淀，可知A含有鋁離子，B為氫氧化鋁，C含有偏鋁酸根，x為氫氧化鈉，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；
（2）若A為有機物，75%的A溶液可作為消毒劑，則A為CH₃CH₂OH，常溫常壓下B、C均為無色氣體，C是一種常見的滅火劑，應(yīng)為CO₂，則B為CO，X為O₂；
（3）若A、B、C的焰色反應(yīng)均呈黃色，含有鈉元素，水溶液均為堿性，由轉(zhuǎn)化關(guān)系，A為氫氧化鈉，B為碳酸鈉，C為碳酸氫鈉，x為二氧化碳．

解答：解：（1）若A、B、C中均含同一種常見金屬元素，該元素在C中以陰離子形式存在，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，A含有鋁離子，B為氫氧化鋁，C含有偏鋁酸根，x為氫氧化鈉，A、B、C中含有的同一種常見金屬元素為Al，
①A中含有的金屬為Al，原子核外有3個電子層，最外層電子數(shù)為3，則原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
②Al與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)可用于焊接鐵軌及定向爆破，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，1molAl完全反應(yīng)，當溫度恢復(fù)至298K時，共放熱Q kJ，
則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Al（s）+Fe₂O₃（s）

高溫  .

Al₂O₃（s）+2Fe（s）；△H=-2QkJ/mol，
故答案為：2Al（s）+Fe₂O₃（s） 

高溫  .

 Al₂O₃（s）+2Fe（s）；△H=-2QkJ/mol；
（2）若A為有機物，75%的A溶液可作為消毒劑，則A為CH₃CH₂OH，常溫常壓下B、C均為無色氣體，C是一種常見的滅火劑，應(yīng)為CO₂，則B為CO，X為O₂，
將CO、O₂分別通入由CH₃CH₂OH制成的兩多孔電極，以20%-30%的KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可以組成化學(xué)電源，該電池放電時，負極電極反應(yīng)式為2CO+8OH^--4e^-=2CO₃^2-+4H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH；2CO+8OH^--4e^-=2CO₃^2-+4H₂O；
（3）若A、B、C的焰色反應(yīng)均呈黃色，含有鈉元素，水溶液均為堿性，由轉(zhuǎn)化關(guān)系，A為氫氧化鈉，B為碳酸鈉，C為碳酸氫鈉，x為二氧化碳，
①C為碳酸氫鈉，為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，方程式為CO₃^2-+H₂OOH^-+HCO₃^-，故答案為：CO₃^2-+H₂OOH^-+HCO₃^-；
②4.48L（標準狀況下）CO₂的物質(zhì)的量為

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，100mL3mol/L NaOH的水溶液中n（NaOH）=0.1L×3mol/L=0.3mol，n（CO₂）：n（NaOH）=0.2mol：0.3mol=2：3=1：1.5，介于1：1與1：2之間，故反應(yīng)生成碳酸鈉與碳酸氫鈉，令碳酸鈉與碳酸氫鈉的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，由鈉離子守恒有2a+b=0.3，由碳元素守恒有a+b=0.2，聯(lián)立方程，解得a=0.1，b=0.1，碳酸根、碳酸氫根水解，溶液呈堿性c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根的水解程度比碳酸氫根的大，故c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），水解程度很小，c（CO₃^2-）遠大于c（OH^-），溶液中鈉離子難度最大，故：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
③自然界中存在B、C和H₂O按一定比例結(jié)晶而成的固體．取一定量該固體溶于水配成100mL溶液，測得溶溶中金屬陽離子的濃度為0.5mol/L，即鈉離子濃度為0.5mol/L．取相同質(zhì)量的固體加熱至恒重，剩余固體為碳酸鈉，根據(jù)鈉離子守恒可知，碳酸鈉的質(zhì)量為

1

2

×0.1L×0.5mol/L×106g/mol=2.65g．
故答案為：2.65 g．

點評：本題考查無機物的推斷，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和元素化合物知識的綜合運用的考查，熟悉元素化合物知識是解答的前提，題目難度中等，注意B為白色沉淀及（3）中焰色為突破口，利用常見元素化合物的性質(zhì)結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系選擇合適的物質(zhì)進行解答即可．