Question

已知甲、乙、丙分别代表中学化学中的常见物质，请根据题目要求回答下列问题：
Ⅰ．若甲的化学式为RCl₃，其溶液在加热蒸干并灼烧时可发生反应：
a．甲+H₂O

△

乙+丙    b．乙

△

氧化物+H₂O
①若甲为某用途广泛的金属元素的氯化物，其溶液在上述变化中生成的氧化物为红棕色粉末，则甲发生a反应的化学方程式为：

 

．
②若甲为某短周期金属元素的氯化物，则该金属在周期表中的位置是：

 

；若向30mL 1mol/L的甲的溶液中逐渐加入浓度为4mol/L的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为

 

（选填编号）．
A．3mL    B．7.5mL  C．15mL    D．27.5mL
③将以上两种金属单质用导线连接，插入一个盛有NaOH溶液的烧杯中构成原电池，则负极发生的电极反应为

 

．
Ⅱ．若甲，乙、丙均是短周期中同一周期元素形成的单质或化合物，常温下乙为固体单质，甲和丙均为气态化合物，且可发生反应：甲+乙

高温

丙．则：
①写出上述反应的化学方程式

 

．
②0.5mol气体甲与足量的过氧化钠反应，转移电子的数目为

 

．
③将一定量气体甲通入某浓度的NaOH溶液得溶液A，向A溶液中逐滴滴入稀盐酸，加入n（HCl）与生成n（甲）的关系如图所示，溶液A中各离子浓度由大到小的顺序为

 

．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：（1）①甲为三价金属氯化物，常见的只有铝和铁，又因为生成的氯化物为红棕色粉末，所以甲一定为FeCl₃；
②如果甲为短周期金属元素的氯化物，则甲只能为氯化铝；AlCl₃的物质的量=0.03L×1mol/L=0.03mol，若Al³⁺完全转化为Al（OH）₃沉淀，可得沉淀的质量=0.03mol×78g/mol=2.34g＞0.78g，故有两种情况，一是：氢氧化钠不足，部分Al³⁺转化为Al（OH）₃沉淀，二是：Al³⁺完全转化为Al（OH）₃沉淀后，部分Al（OH）₃又转化为偏铝酸钠，据此结合方程式计算；
③由于Al与碱发生反应，而Fe不反应，Al作负极，失去电子，碱性条件下生成硫酸钙与氢气；
（2）①甲、乙、丙为短周期元素，乙为固体单质，甲、丙为气体化合物，甲、乙高温下生成丙，且三者元素均位于同一周期，只可能为C、N、O三元素组成的化合物，综合分析可知：甲为CO₂，乙为碳，丙为CO；
②CO₂与足量的过氧化钠发生反应2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，计算氧气的物质的量，结合O元素化合价变化计算转移电子数目；
③首先发生反应CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗2molHCl，生成2molNaHCO₃，故溶液中n（Na₂CO₃）=2mol，然后发生HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，消耗HCl为4mol-2mol=2mol，故原溶液为Na₂CO₃溶液，结合溶液中CO₃^2-水解判断离子浓度大小．

解答： 解：（1）①甲为三价金属氯化物，常见的只有铝和铁，又因为生成的氯化物为红棕色粉末，所以甲一定为FeCl₃，甲发生a反应的化学方程式为：FeCl₃+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃↓+3HCl↑，
故答案为：FeCl₃+3H₂O

△   .

Fe（OH）₃↓+3HCl↑；
②如果甲为短周期金属元素的氯化物，则只可能为氯化铝，Al位于第三周期第ⅢA族；
实际得到0.78g氢氧化铝沉淀，其物质的量=

0.78g

78g/mol

=0.01mol，30mL 1mol/L的AlCl₃的溶液中逐渐加入浓度为4mol/L的NaOH溶液，AlCl₃的物质的量=0.03L×1mol/L=0.03mol，若Al³⁺完全转化为Al（OH）₃沉淀，可得沉淀的质量=0.03mol×78g/mol=2.34g＞0.78g，故部分Al³⁺转化为Al（OH）₃沉淀，
故有两种情况，一是：氢氧化钠不足，部分Al³⁺转化为Al（OH）₃沉淀，则：
  AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl
0.01mol  0.03mol
故需要氢氧化钠溶液的体积=

0.03mol

4mol/L

=0.0075L=7.5mL
二是：Al³⁺完全转化为Al（OH）₃沉淀后，部分Al（OH）₃又转化为偏铝酸钠，则：
   AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl
0.03mol  0.09mol
      Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
（0.03-0.01）mol  0.02mol
故消耗氢氧化钠的物质的量=0.09mol+0.02mol=0.11mol，需要氢氧化钠溶液的体积=

0.11mol

4mol/L

=0.0275l=27.5mL，
故答案为：第三周期第ⅢA族；BD；
③由于Al与碱发生反应，而Fe不反应，Al作负极，失去电子，碱性条件下生成硫酸钙与氢气，故负极反应式为：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）甲、乙、丙为短周期元素，乙为固体单质，甲、丙为气体，甲、乙高温下生成丙，且三者元素均位于同一周期，只可能为C、N、O三元素组成的化合物，综合分析可知：甲为CO₂，乙为碳，丙为CO．
①上述反应的化学方程式为：CO₂+C

高温  .

2CO，
故答案为：CO₂+C

高温  .

2CO；
②CO₂与足量的过氧化钠发生反应2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，0.5molCO₂气体反应生成氧气为0.025mol，故转移电子的数目=0.025mol×2×N_Amol^-1=0.5N_A，
故答案为：0.5N_A；
③首先发生反应CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗2molHCl，生成2molNaHCO₃，故溶液中n（Na₂CO₃）=2mol，然后发生HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，消耗HCl为4mol-2mol=2mol，故原溶液为Na₂CO₃溶液，溶液中CO₃^2-水解，溶液呈碱性，故c （Na⁺）＞c（CO₃^2-）、c（OH^-）＞c（H⁺），而HCO₃^-也水解，且水也电离产生OH^-，故c（OH^-）＞c（HCO₃^-），碱性条件下c（H⁺）很小，故离子浓度大小c （Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案为：c （Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．

点评：本题比较综合，涉及无机物推断、化学计算、原电池、盐类水解等，推断元素化合物是解题的关键，需要学生具备扎实的基础，难度中等．