Question

物质的转化关系如下图所示（有的反应可能在水溶液中进行）．其中甲为淡黄色固体化合物，乙为金属单质，G为酸，乙在G的浓溶液中发生钝化，用两根玻璃棒分别蘸取化合物A、G的浓溶液并使它们接近，有大量白烟生成．请回答下列问题：

请回答些列问题：
（1）写出甲的电子式是     ．
（2）写出反应Ⅰ的化学方程式     ．
（3）A溶于水得到得到溶液X，在25℃下，将a mol·L^－1的X与b mol·L^－1的G溶液等体积混合，溶液显中性，则所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为     用含a和b的代数式表示出该混合溶液中X的电离平衡常数     ．
（4）工业上采用的一种污水处理方法是：保持污水的pH在5.0-6.0之间，通过如图装置处理污水．

①电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是：Ⅰ．     ；Ⅱ．     ．
②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（见上图）．A物质的化学式是     ．

Answer 1

（每空2分，共14分）
（1） （2分）      （2）4NH₃+5O₂4NO+6H₂O （2分）
（3）c(NO₃^—)=c(NH₄⁺)＞c(OH^—)= c(H⁺) ；      （各2分，共4分）
（4）①Al-3e^— =  Al^3— ； 4OH^- - 4e^-＝ 2H₂O + O₂↑  ②CO₂（各2分，共6分）

试题分析：
（1）由题干信息可知甲为过氧化钠；
（2）反应Ⅰ涉及氨的催化氧化；
（3）溶液X为氨水。如果溶液呈中性，则氨水过量，混合后的溶质为NH₄NO₃和NH_3·H₂O，根据溶液中电荷守恒，可得：c(NO₃^—)=c(NH₄⁺)＞c(OH^—)= c(H⁺)
NH_3·H₂O   NH₄⁺ + OH^—
K =  
c(NH₄⁺)= c(NO₃^—)=b mol·L^－1； c(OH^—)=10^-7 mol·L^－1 ；  c（NH_3·H₂O）=（a – b） mol·L^－1
代入计算可得答案。
（4）单质乙为Al，非惰性电极做阳极，优先放电，同时OH^—在阳极也会放电。
熔融的碳酸盐为电解质，则正极反应为：2O₂ + 8 e^- + 4CO₂ = 4CO₃^2-  
负极反应为：CH₄ – 8 e^- +4CO₃^2- = 5CO₂ + 2H₂O
所以必须有CO₂参与循环反应。