Question

图甲中A-J均为中学化学中常见的物质，A、H是短周期元素组成的常见气体单质，B是日常生活常见金属，它们之间有如下转化关系（反应中生成的水及部分生成物已略去）．请回答以下问题：

（1）D的电子式是

 

，G的结构式是

 

；
（2）C的水溶液显

 

（填“酸性”、“碱性”或“中性”），其原因是

 

（用离子方程式表示）；
（3）写出J+I→F的离子方程式：

 

；
（4）在298K，100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol A，实验测得溶于水的A约有

1

3

与水反应，请估算该离子反应的平衡常数K=

 

；（忽略溶液体积变化）
（5）25℃时，2.0×10^-3mol?L^-1HF溶液中，调节溶液pH（忽略溶液体积变化）得到（HF）、c（F^-）与溶液pH的变化关系如图乙．若将4.0×10^-3mol?L^-1HF溶液与4.0×10^-3mol?L^-1CaCl₂溶液等体积混合，调节混合液pH=4（忽略调节时混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有CaF₂沉淀析出．[已知K_sp（CaF₂）：1.5×10^-10]．

Answer 1

分析：A是短周期元素组成的常见气体单质，且能和石灰乳反应，则A是Cl₂，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，B是日常生活常见金属，能和I反应生成E，E能和C的水溶液发生反应，则该金属应该为变价金属，所以是Fe，I是化合物，应该是酸，E是亚铁盐，能被次氯酸钙氧化，则C是Ca（ClO）₂，D是CaCl₂，C和E反应生成铁盐和G，G在光照条件下能反应生成I和H，H是短周期元素组成的常见气体单质，根据元素守恒知，G是HClO，H是O₂，I是HCl，所以E是AlCl₃，J是NaAl₂，结合物质的结构和性质分析解答．

解答：解：A是短周期元素组成的常见气体单质，且能和石灰乳反应，则A是Cl₂，氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，B是日常生活常见金属，能和I反应生成E，E能和C的水溶液发生反应，则该金属应该为变价金属，所以是Fe，I是化合物，应该是酸，E是亚铁盐，能被次氯酸钙氧化，则C是Ca（ClO）₂，D是CaCl₂，C和E反应生成铁盐和G，G在光照条件下能反应生成I和H，H是短周期元素组成的常见气体单质，根据元素守恒知，G是HClO，H是O₂，I是HCl，所以E是AlCl₃，J是NaAl₂，
（1）D是氯化钙，氯化钙的电子式是，G是次氯酸，次氯酸分子的中心原子是O原子，次氯酸分子的结构式是H-O-Cl，
故答案为：；H-O-Cl；
（2）C是次氯酸钙，次氯酸钙是强碱弱酸盐，次氯酸根离子易水解而使其水溶液呈碱性，离子反应为ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，
故答案为：碱性；ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
（3）J是偏铝酸钠，I是HCl，偏铝酸钠和盐酸反应生成氢氧化铝和氯化钠，离子反应方程式为AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃，故答案为：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃；
（4）在298K，100kPa时，在1L水中可溶解0.09molA，实验测得溶于水的A约有

1

3

与水反应，氯气和水反应离子方程式为：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，平衡常数K=

0.09× 1 3 1 ×( 0.09× 1 3 1 )2

0.09× 2 3 1

=4.5×10^-4，故答案为：4.5×10^-4；
（5）根据图知，当pH=4时，溶液中c（F^-）=1.6×10^-3mol/L，Q_c=c（Ca²⁺）．c²（F^-）=2.0×10^-3×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），所以有沉淀生成，
答：当pH=4时，Q_c=c（Ca²⁺）．c²（F^-）=2.0×10^-3×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），所以有沉淀生成．

点评：本题考查了无机物的推断，涉及溶度积常数的计算、电离平衡常数的计算、电子式的书写等知识点，难点是否有沉淀的判断，注意氢氟酸和氯化钙溶液混合时，溶液体积增大一倍，为易错点．