Question

A、B、C、D是中学化学的常见物质，其中A、B、C均含有同一种元素．在一定条件下相互转化的关系如下图所示（部分反应中的H₂O已略去）．请填空：

（1）若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液不能得到B，则B的化学式可能是

FeCl₃

；工业上制取A的离子方程式Ⅰ为

2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-

．
（2）若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为

4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O

．
（3）若D是氯碱工业的主要产品，B有两性，则反应②的离子方程式是

Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O

．
（4）若A、C、D都是常见气体，C是形成酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式

2H₂S+SO₂=3S↓+H₂O

．
（5）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30%以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过．
Ⅰ
①图中X、Y分别是

Cl₂

、

H₂

（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%

＞

b%（填“＞”、“=”或“＜”）
②写出燃料电池B中负极上发生的电极反应

H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O

．

Answer 1

分析：（1）若A可用于自来水消毒，应为Cl₂，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，应为Fe，则B为FeCl₃，C为FeCl₂；
（2）若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，应为NH₃，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，应为NO；
（3）若D是氯碱工业的主要产品，B有两性，由转化关系D为NaOH，B为Al（OH）₃，C为NaAlO₂；
（4）若A、C、D都是常见气体，C是形成酸雨的主要气体，应为SO₂，则A为H₂S，D为O₂，B为S；
（5）燃料电池通入的Y应为H₂，则电解池生成的X为Cl₂，结合原电池和电解池的工作原理解答该题．

解答：解：（1）若A可用于自来水消毒，应为Cl₂，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，应为Fe，则B为FeCl₃，C为FeCl₂，
工业上制取A的离子方程式为2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案为：FeCl₃；2Cl^-+2H₂O

通电  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（2）若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，应为NH₃，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，应为NO，反应①的化学方程式为4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O；
（3）若D是氯碱工业的主要产品，B有两性，由转化关系D为NaOH，B为Al（OH）₃，C为NaAlO₂，反应②的离子方程式是Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）若A、C、D都是常见气体，C是形成酸雨的主要气体，应为SO₂，则A为H₂S，D为O₂，B为S，反应③的化学方程式是2H₂S+SO₂=3S↓+H₂O，
故答案为：2H₂S+SO₂=3S↓+H₂O；
（5）①在燃料电池中，氧气作正极，所以通入空气的极是正极，通入燃料的极是负极，即产生Y的极是阴极，所产生的是氢气，在X处产生的是氯气，氢氧燃料电池最后产生的是水，所以a%大于b%，故答案为：Cl₂；H₂；＞；
②燃料电池的工作原理：负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应，电极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

点评：本题考查较为综合，涉及元素化合物的推断、电化学等问题，题目具有一定难度，做题时注意把握推断的思路和电解原理．