Question

甲、乙、丙、丁是中學化學常見的物質，其中甲、乙、丙均含有同一種元素．在一定條件下相互轉化的關系如圖所示．

請回答下列問題：
（1）若丁為用量最大、用途最廣的金屬單質，加熱蒸干乙的溶液沒有得到乙的鹽，則乙的化學式可能為

 

（寫出一種即可）．將2.8g丁全部溶于一定濃度、200mL的HNO₃溶液中，得到標準狀況下的氣體1.12L，測得反應后溶液的pH為1．若反應前后溶液體積變化忽略不計，則反應后的溶液最多還能溶解

 

g丁．
（2）若通常情況下甲、乙、丙、丁都是氣體，且乙和丁為空氣的主要成分，則反應①的化學方程式

 

．
（3）若丁為化合物，且為氯堿工業(yè)的重要產品，則乙在水中的溶度積表達式為

 

，反應③的離子方程式為

 

．
（4）若甲、乙、丙的溶液均顯堿性，丙可作為醫(yī)療上治療胃酸過多癥的藥劑．將等物質的量的乙和丙溶于水形成混合溶液，溶液中各種離子濃度由大到小順序為

 

．將0.1mol丁通入乙的稀溶液中完全反應放出a kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：

分析：（1）若丁為用量最大、用途最廣的金屬單質，應為Fe，加熱蒸干乙的溶液沒有得到乙的鹽，說明乙水解，應為FeCl₃ 或Fe（NO₃）₃，則甲為氯氣或硝酸，丙為FeCl₂或硝酸亞鐵；
（2）若通常情況下甲、乙、丙、丁都是氣體，且乙和丁為空氣的主要成分，應為氮氣和氧氣，結合轉化關系可知乙為氮氣，丁為氧氣，甲為氨氣，丙為NO；
（3）若丁為化合物，且為氯堿工業(yè)的重要產品，應為NaOH，由轉化關系可知甲為鋁鹽，乙為氫氧化鋁，丙為偏鋁酸鈉；
（4）若甲、乙、丙的溶液均顯堿性，丙為醫(yī)療上治療胃酸過多癥的藥劑，則丙為NaHCO₃，甲、乙、丙的轉化關系為NaOH

CO2

Na₂CO₃

CO2

NaHCO₃．

解答： 解：（1）若D為用量最大、用途最廣的金屬單質為Fe，加熱蒸干B的溶液沒有得到B的鹽，說明該鹽對應的酸為揮發(fā)性酸，則B的化學式可能為FeCl₃ 或Fe（NO₃）₃，轉化關系分別為：Cl₂

Fe

FeCl₃

Fe

FeCl₂，HNO₃

Fe

Fe（NO₃）₃

Fe

Fe（NO₃）₂，
反應后溶液為硝酸鐵、硝酸的混合溶液，故溶液中有3c（Fe³⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-），根據鐵元素守恒由n（Fe）=n（Fe³⁺）=0.05mol，所以c（Fe³⁺）=

0.05mol

0.2L

=0.25mol/L，反應后溶液pH為1，所以c（H⁺）=0.1mol/L，所以c（NO₃^-）=0.25mol/L×3+0.1mol/L=0.85mol/L，
原硝酸是稀硝酸，生成NO，由氮元素守恒可知n_原來（HNO₃）=3n[Fe（NO₃）₃]+n_剩余（HNO₃）+n（NO）=0.05mol×3+0.1mol/L×0.2+0.05mol=0.22mol，生成Fe（NO₃）₂、NO時原硝酸溶解的鐵最多，由3 Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2 NO↑+4H₂O 可知，0.22molHNO₃最多溶解鐵

3

8

×0.22mol，質量為

3

8

×0.22mol×56g/mol=4.62g，故還能溶解鐵4.64g-2.8g=1.82g，
故答案為：FeCl₃ 或Fe（NO₃）₃；1.82g；
（2）若通常情況下甲、乙、丙、丁都是氣體，且乙和丁為空氣的主要成分，應為氮氣和氧氣，結合轉化關系可知乙為氮氣，丁為氧氣，甲為氨氣，丙為NO，反應①的化學方程式4NH₃+3O₂

高溫  .

2N₂+6H₂O，故答案為：4NH₃+3O₂

高溫  .

2N₂+6H₂O；
（3）若丁為化合物，且為氯堿工業(yè)的重要產品，應為NaOH，由轉化關系可知甲為鋁鹽，乙為氫氧化鋁，丙為偏鋁酸鈉，
乙在水中的溶度積表達式Ksp=c（Al³⁺）×c³（OH^-），反應③的離子方程式為Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：Ksp=c（Al³⁺）×c³（OH^-）；Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（4）若甲、乙、丙的溶液均顯堿性，丙為醫(yī)療上治療胃酸過多癥的藥劑，則丙為NaHCO₃，甲、乙、丙的轉化關系為NaOH

CO2

Na₂CO₃

CO2

NaHCO₃，將等物質的量的Na₂CO₃，NaHCO₃溶于水形成混合溶液，由于CO₃^2-離子水解生成HCO₃^-離子，故c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），Na₂CO₃，NaHCO₃水解呈堿性，故c（OH^-）＞c（H⁺），水解的程度只是少部分，故c（CO₃^2-）＞c（OH^-），所以順序為：c（Na⁺ ）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
將0.1molCO₂通入Na₂CO₃的稀溶液中完全反應放出a kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為CO₂（g）+Na₂CO₃（aq）+H₂O（l）=2NaHCO₃（ag）△H=20akJ/mol，
故答案為：c（Na⁺ ）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；CO₂（g）+Na₂CO₃（aq）+H₂O（l）=2NaHCO₃（ag）△H=20akJ/mol．

點評：本題考查較為綜合，涉及元素化合物的推斷、濃度的計算和離子濃度的大小比較等問題，題目具有一定難度，做題時注意把握推斷的思路和鹽類的水解規(guī)律．