Question

13．某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究．已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰．M与其他物质的转化关系如下图所示（部分产物已去）：
（1）写出用惰性电极电解M溶液的离子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．写出F的电子式．
（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，E溶液与F溶液反应可以制备一种胶体，则E溶液的俗称是水玻璃．
（3）若A是CO₂气体，A与B溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，如图所示，反应后溶液中的溶质化学式为Na₂CO₃和NaHCO₃．

（4）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，则将过量的F溶液逐滴加入E溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断增加；然后又由多到少，最后消失．
（5）若A是一种不稳定的盐，A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，向G溶液中加入苯酚溶液后显紫色，则由A转化成E的离子方程式是4Fe²⁺+8OH^-+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃↓．
（6）若A是一种化肥．实验室可用A和B反应制取气体E，E与F、E与D相遇均冒白烟，且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露，写出E与D反应的化学方程式是3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl．
（7）若A是一种无色溶液，只可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、CO₃^2-、SO₄^2-中的某些离子，当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图所示，由此可知，该溶液中含有的离子及其浓度之比为c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）：c（SO₄^2-）=1：1：2：3．

Answer 1

分析 （1）C可在D中燃烧发出苍白色火焰，为氢气与氯气反应生成HCl，可推知C为H₂、D为Cl₂、F为HCl，M是日常生活中不可缺少的调味品，由转化关系可知，M的溶液电解生成氢气、氯气与B，可推知M为NaCl、B为NaOH，
（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则A为SiO₂，E为Na₂SiO₃，与F溶液反应可以制备G为H₂SiO₃；
（3）若A是CO₂气体，CO₂与NaOH溶液能够反应生成碳酸钠或碳酸氢钠或两者的混合物，也有可能氢氧化钠过量，根据反应后所得的溶液再与盐酸反应产生气体的图2所示可知，盐酸体积为0.1L时没有气体，而用了0.2L的盐酸产生气体，碳酸钠溶液生成碳酸氢钠的用掉的盐酸与碳酸氢钠产生二氧化碳用的掉的盐酸相等，由此判断反应后溶液中的溶质；
（4）若A是一种常见金属单质，且与NaOH溶液能够反应，则A为Al，E为NaAlO₂，则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO₂溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解；
（5）若A是一种不稳定的盐，A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，可推知A中含有Fe²⁺，E为Fe（OH）₃，G为FeCl₃；
（6）若A是一种化肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，则E为NH₃、A为铵盐，E与氯气相遇均冒白烟，且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气；
（7）由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H⁺，一定没有CO₃^2-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg²⁺、Fe³⁺，一定含有Al³⁺；中间段沉淀的质量不变，应为NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O的反应，则含有NH₄⁺，由电荷守恒可知一定含有SO₄^2-，根据各阶段消耗的NaOH体积结合离子方程式计算n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）之比，再结合电荷守恒计算与n（SO₄^2-）的比例关系，据此计算．

解答 解：（1）C可在D中燃烧发出苍白色火焰，为氢气与氯气反应生成HCl，可推知C为H₂、D为Cl₂、F为HCl，M是日常生活中不可缺少的调味品，由转化关系可知，M的溶液电解生成氢气、氯气与B，可推知M为NaCl、B为NaOH，用惰性电极电解M溶液的离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，HCl分子中H原子与Cl原子之间形成1对共用电子对，其电子式为：，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；；
（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则A为SiO₂，E为Na₂SiO₃，与F溶液反应可以制备G为H₂SiO₃，E的溶液俗称水玻璃，
故答案为：水玻璃；
（3）若A是CO₂气体，CO₂与NaOH溶液能够反应生成碳酸钠或碳酸氢钠或两者的混合物，也有可能氢氧化钠过量，根据反应后所得的溶液再与盐酸反应产生气体的图2所示可知，盐酸体积为0.1L时没有气体，而用了0.2L的盐酸产生气体，碳酸钠溶液生成碳酸氢钠的用掉的盐酸与碳酸氢钠产生二氧化碳用的掉的盐酸相等，由此判断反应后溶液中的溶质为Na₂CO₃和NaHCO₃，
故答案为：Na₂CO₃和NaHCO₃；
（4）若A是一种常见金属单质，且与NaOH溶液能够反应，则A为Al，E为NaAlO₂，则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO₂溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解，故看到的现象为：溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断增加；然后又由多到少，最后消失，
故答案为：溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断增加；然后又由多到少，最后消失；
（5）若A是一种不稳定的盐，A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，可推知A中含有Fe²⁺，E为Fe（OH）₃，G为FeCl₃，则由A转化成E的离子方程式是：4Fe²⁺+8OH^-+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃↓，
故答案为：4Fe²⁺+8OH^-+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃↓；
（6）若A是一种化肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，则E为NH₃、A为铵盐，E与氯气相遇均冒白烟，且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气，反应方程式为：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl，
故答案为：3Cl₂+8NH₃=N₂+6NH₄Cl；
（7）由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H⁺，一定没有CO₃^2-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg²⁺、Fe³⁺，一定含有Al³⁺；中间段沉淀的质量不变，应为NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O的反应，则含有NH₄⁺，由电荷守恒可知一定含有SO₄^2-，
发生反应H⁺+OH^-=H₂O，氢离子消耗NaOH溶液的体积为1积，
发生反应Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积，
发生反应NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，铵根消耗氢氧化钠为2体积，
则n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）=1：1：2，由电荷守恒可知，n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（NH₄⁺）：n（SO₄^2-）=1：1：2：3，故c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）：c（SO₄^2-）=1：1：2：3，
故答案为：c（H⁺）：c（Al³⁺）：c（NH₄⁺）：c（SO₄^2-）=1：1：2：3．

点评 本题考查无机物推断等，题目涉及元素化合物较多，需要学生全面掌握据基础知识，（7）中根据图象中的平台确定含有铵根离子是根据，注意离子方程式与电荷守恒的应用，难度中等．