Question

A～L为中学化学常见的物质，其主要转化关系如图所示（其中产物水已略去）．已知A为常见的金属单质，C、D通常状况下为气体单质，B、F均为重要的化工产品，B的浓溶液具有较强的腐蚀性，F为具有刺激性气味的气体．将一定量的F通入B的稀溶液中可以生成两种盐K和L．G和I分别由相同的两种元素组成，通常状况下均为无色液体．


试回答下列问题：
（1）B的化学式为______；工业上冶炼金属A的方法称为______．
（2）向E的溶液中加入氢氧化钠溶液的实验现象为______，发生反应的化学方程式为______．
（3）写出E的酸性溶液与G反应生成H的离子方程式：______．
（4）检验H溶液中的阳离子应选用试剂为，实验现象为______．
（5）相同条件下物质的量浓度相同的K、L溶液的pH大小关系为pH（K溶液）______pH（L溶液）（填“＞”、“＜”或“=”），其主要原因是______（用离子方程式解释）．

Answer 1

解：A-L为中学化学常见物质，C、D通常状况下为气体单质，F为具有刺激性气味的气体，F为重要的化工产品，则F是NH₃，由C+D→F，所以C和D一种是氮气，另一种是氢气，A是金属单质，A+B的稀溶液→E+C，所以C是H₂，D是N₂；
G和I分别由相同的两种元素组成，通常状况下均为无色液体，G和I一种是水，一种是双氧水，由E和G反应生成H可知，E和H都含有金属A元素，故A是变价金属，A是铁，E是亚铁盐，H是铁盐，G是H₂O₂，I是H₂O；
转化关系H+I+F为铁盐+氨水→Fe（OH）₃+铵盐，所以J和K一种是Fe（OH）₃，一种是铵盐，结合将一定量的F通入B的溶液中，可得到两种盐K和L可知，B为二元酸，B为重要的化工产品，则B是H₂SO₄，K为（NH₄）₂SO₄，J为Fe（OH）₃．
（1）通过以上分析知，B的化学式是H₂SO₄，A是铁，工业上冶炼金属Fe，主要利用一氧化碳含有氧化铁，该冶炼方法称为热还原法，故答案为：H₂SO₄，热还原法；
（2）硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化亚铁白色沉淀，但氢氧化亚铁不稳定，立即变为灰绿色，最后生成红褐色沉淀，所以反应现象是先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，反应方程式为FeSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe （OH）₃；
故答案为：先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；FeSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe （OH）₃；
（3）酸性条件下，亚铁离子和双氧水反应生成铁离子和水，离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）检验铁离子所用试剂是硫氰化钾溶液，向含有铁离子的溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液由黄色变为血红色，故答案为：硫氰化钾溶液，溶液由黄色变为血红色；
（5）将一定量的氨气通入硫酸的溶液中，可得到两种盐硫酸铵和硫酸氢铵，物质的量浓度相同的硫酸铵和硫酸氢铵的溶液，硫酸铵水解导致其溶液呈酸性，硫酸氢铵是强酸的酸式盐，水溶液呈强酸性，所以在相同条件下pH相对较大的为（NH₄）₂SO₄，
故答案为：＞；NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，HSO₄^-═H⁺+SO₄^2-．
分析：A-L为中学化学常见物质，C、D通常状况下为气体单质，F为具有刺激性气味的气体，F为重要的化工产品，则F是NH₃，由C+D→F，所以C和D一种是氮气，另一种是氢气，A是金属单质，A+B的稀溶液→E+C，所以C是H₂，D是N₂；
G和I分别由相同的两种元素组成，通常状况下均为无色液体，G和I一种是水，一种是双氧水，由E和G反应生成H可知，E和H都含有金属A元素，故A是变价金属，A是铁，E是亚铁盐，H是铁盐，G是H₂O₂，I是H₂O；
转化关系H+I+F为铁盐+氨水→Fe（OH）₃+铵盐，所以J和K一种是Fe（OH）₃，一种是铵盐，结合将一定量的F通入B的溶液中，可得到两种盐K和L可知，B为二元酸，B为重要的化工产品，则B是H₂SO₄，K为（NH₄）₂SO₄，J为Fe（OH）₃．
点评：本题以无机框图题的形式考查化合物之间的相互转化关系和逻辑推理能力、分析判断能力，涉及Fe、N等元素单质及其化合物的性质，明确化合物的性质是解本题的关键，注意会用化学语言描述亚铁离子变成氢氧化铁沉淀的反应现象，为易错点．