Question

【题目】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A是一种能使红色石蕊试液变蓝的气体，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：

（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X物质参加循环，X物质的化学式是_______________________。

Answer 1

【答案】 4NH3+5O2 4NO+6H2O c(NO3—)=c(NH4+)＞c(OH—)= c(H+) Al—3e—= Al3+ 4OH- —4e-＝ 2H2O + O2↑ CO2

【解析】

A是一种能使红色石蕊试液变蓝的气体，则A为NH3;甲为淡黄色固体化合物，应为Na2O2，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，说明A应为NH3，G为HNO3，则C为NO，B为H2O，E为NO2，乙在G的浓溶液中发生钝化，应为Al，生成F为NaAlO2，根据物质的性质结合题目的要求可解答该题。

（1）由以上分析可知甲为淡黄色固体化合物，应为Na2O2，为离子化合物，电子式为，故答案为：；
（2）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，说明A应为NH3，G为HNO3,则B为H2O，E为NO2 ，C为NO，反应Ⅰ为氨气的催化氧化反应，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；
（3）A为NH3，G为HNO3，溶液混合后存在电荷守恒：c（NO3-）+c（OH-）=c（NH4+）+c（H+），因为溶液显中性，则c（OH-）=c（H+）、c（NO3-）=c（NH4+），中性溶液中c（OH-）、c（H+）较小，则c（NO3-）=c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）；反应后剩余n（NH3H2O）=（a-b）mol，n（NH4+）=n（NO3-）=bmol，c（OH-）=10-7mol/L，则k=== （假定混合后溶液的体积为V），故答案为：c（NO3-）=c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）； ；
（4）①电解池阳极为Al，发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，应生成O2，电极方程式分别为Al-3e-=Al3+、4OH--4e-=2H2O+O2↑，
故答案为：Al-3e-=Al3+；4OH--4e-=2H2O+O2↑；
②负极电极方程式为CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O，正极为2O2+4CO2+8e-=4CO32-，可循环利用的为CO2，故答案为：CO2。