Question

A、B、C、D均为中学化学中常见的物质，它们之间转化关系如图（部分产物已略去）：
试回答：
（1）若D是具有氧化性的单质，则属于主族的金属A为

 

（填元素符号）
（2）若D是金属，C溶液在储存时应加入少量D，其理由是（用离子方程式表示）

 

（3）若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物且B不溶于水，在溶液中A和C反应生成B．
请写出B转化为C的所有可能的离子方程式

 

化合物B经过一系列反应可以得到单质E，将一定质量的Mg和E 的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体．待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示．则固体混合物中Mg的质量为

 

；NaOH溶液的物质的量浓度为

 

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：根据转化关系，A可以与D发生两步反应，可能发生的是氧化还原反应，或量不同产物不同的反应；
（1）若D是具有氧化性的单质，结合转化关系分析可知D为O₂，属于主族的金属A为Na，转化关系Na

O2

Na₂O

O2

Na₂O₂；
（2）若D是金属，分析推断物质为：Cl₂

Fe

FeCl₃

Fe

FeCl₂，C溶液在储存时应加入少量D，是氯化亚铁溶液中加入铁粉其理由是防止氯化亚铁被氧化；
（3）若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物且B不溶于水，在溶液中A和C反应生成B，分析推断，Al³⁺

NaOH

Al（OH）₃

NaOH

AlO₂^-；或AlO₂^-→Al（OH）₃→Al³⁺；D为H⁺；化合物B为Al（OH）₃经过一系列反应可以得到单质E为Al，将一定质量的Mg和E （Al）的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体．得到硫酸镁、硫酸铝，待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，依据图象分析，开始是和过量的硫酸反应，随氢氧化钠加入，镁离子和铝离子沉淀，达到沉淀量最大后，继续加入氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀溶解最后得到氢氧化镁沉淀，依据图象定量关系计算．

解答： 解：（1）若D是具有氧化性的单质，A元素属于主族金属元素，判断为：Na→Na₂O→Na₂O₂ A为Na；B为Na₂O；C为Na₂O₂；D为O₂；A的元素符号为Na，
故答案为：Na；
（2）若D是金属，分析推断物质为：Cl₂

Fe

FeCl₃

Fe

FeCl₂，C溶液在储存时应加入少量D，在储存时应加入少量铁，是防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（3）若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物，在溶液中A和C反应生成B．判断为：Al³⁺→Al（OH）₃→AlO₂^-；A为Al³⁺；B为Al（OH）₃；C为AlO₂^-；D为NaOH；或AlO₂^-→Al（OH）₃→Al³⁺；A、AlO₂^-；B、Al（OH）₃；C、Al³⁺；D为H⁺；B转化为C的所有可能的离子方程式为生成氢氧化铝沉淀，在酸或碱中溶解的离子方程式不同，反应的离子方程式分别为：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O、Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；图象分析可知氢氧化镁沉淀物质的量为0.15mol，依据镁元素守恒得到镁的质量=0.15mol×24g/mol=3.6g；氢氧化铝溶解消耗氢氧化钠溶液体积=240ml-200ml=40ml，氢氧化铝物质的量=0.35mol-0.15mol=0.20mol，Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，所以氢氧化钠溶液浓度c（NaOH）×0.040L=0.20mol，c（NaOH）=5mol/L；
故答案为：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O、Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；3.6g；5mol?L^-1．

点评：本题考查了物质转化关系的特征应用，物质性质的运用，主要考查铁及其化合物的性质，钠及其化合物的性质，铝及其化合物的性质，抓住转化特征，熟练掌握物质的性质是解题关键，题目难度中等．