Question

I如圖是無機物A～M在一定條件下的轉化關系（部分產物及反應條件未列出）．其中，I是既能與強酸反應生成氫氣又能與強堿反應生成氫氣的金屬，K是一種紅棕色氣體，D的俗名叫鐵紅，A是形成酸雨的主要氣體．

請填寫下列空白：
（1）推導出下列物質的化學式：L：    ，C：    ，E：    ；
（2）在反應②、③、⑥、⑨中，既屬于化合反應又屬于氧化還原反應的是    （填寫序號）．
（3）在反應⑨中氧化劑與還原劑的物質的量之比為    ．
（4）反應⑦的化學方程式是：    ．
II硝酸溶液是 一種重要的化工原料，而氨氣是工業生產硝酸的重要原料．
①據報道用Mg與石墨作電極與NH₄Cl溶液形成原電池，也可生成NH₃．其反應是Mg+2NH₄Cl=MgCl₂+2NH₃↑+H₂↑，寫出該電池正極的電極反應式    ．
②硝酸廠常用堿液吸收法處理尾氣：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂．若每2mol NO₂和Na₂CO₃溶液反應時轉移電子1mol，則反應的離子方程式是    ．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ、I是既能與強酸反應生成氫氣又能與強堿反應生成氫氣的金屬，可以推斷I為Al，K是L和氧氣反應生成的一種紅棕色氣體，判斷為NO₂，L為NO，J為HNO₃；D的俗名叫鐵紅為Fe₂O₃，A是形成酸雨的主要氣體為SO₂，依據I+D=G+H，判斷為2Al+Fe₂O₃=Al₂O₃+2Fe的反應，轉化關系中G+J（HNO₃）→M+L（N0），推斷G為Fe，H為Al₂O₃；M為Fe（NO₃）₂或Fe（NO₃）₂；由A為SO₂推斷，B為SO₃，C溶液為硫酸溶液；C溶液和M溶液反應生成L（NO），證明M為Fe（NO₃）₂的溶液，F為三價鐵鹽溶液，E為Fe（OH）₃，依據判斷出的物質進行分析判斷回答問題；
Ⅱ、①依據原電池的原理結合電池反應，正極反應是得到電子發生還原反應的電極反應，是銨根離子得到電子的反應；
②若每2mol NO₂和Na₂CO₃溶液反應時轉移電子1mol計算生成的硝酸，根據化合價的變化判斷生成物，以此書寫反應的離子方程式．
解答：Ⅰ、I是既能與強酸反應生成氫氣又能與強堿反應生成氫氣的金屬，可以推斷I為Al，K是L和氧氣反應生成的一種紅棕色氣體，判斷為NO₂，L為NO，J為HNO₃；D的俗名叫鐵紅為Fe₂O₃，A是形成酸雨的主要氣體為SO₂，依據I+D=G+H，判斷為2Al+Fe₂O₃=Al₂O₃+2Fe的反應，轉化關系中G+J（HNO₃）→M+L（N0），推斷G為Fe，H為Al₂O₃；M為Fe（NO₃）₂或Fe（NO₃）₂；由A為SO₂推斷，B為SO₃，C溶液為硫酸溶液；C溶液和M溶液反應生成L（NO），證明M為Fe（NO₃）₂的溶液，F為三價鐵鹽溶液，E為Fe（OH）₃，
（1）依據推導得到各物質的化學式為：L、NO；C、H₂SO₄ ；E、Fe（OH）₃，故答案為：NO；H₂SO₄ ；Fe（OH）₃；
（2）反應②是化合反應屬于氧化還原反應、③是化合反應不是氧化還原反應、⑥是氫氧化鐵的分解反應、⑨是氧化還原反應，既屬于化合反應又屬于氧化還原反應是②．故答案為：②
（3）反應⑨是二氧化氮和水中的反應，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；反應中氧化劑與還原劑都是二氧化氮，氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：2，故答案為：1：2；
（4）反應⑦是鋁和氧化鐵發生的鋁熱反應，反應的化學方程式是：Fe₂O₃+2AlAl₂O₃+2Fe；
Ⅱ（1）反應的總反應式為Mg+2NH₄Cl=MgCl₂+2NH₃↑+H₂↑，則2NH₄⁺在正極上得電子生成NH₃和H₂，發生還原反應電極反應式為：2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑，
故答案為：2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑；
（2）每2molNO₂和Na₂CO₃溶液反應時轉移電子1mol，則N的化合價分別有+4價變化為+5價和+3價，在堿性溶液中應生成NO₃^-和NO₂^-，反應的離子方程式為：2NO₂+CO₃^2-=NO₃^-+NO₂^-+CO₂，
故答案為：2NO₂+CO₃^2-=NO₃^-+NO₂^-+CO₂．
點評：本題考查較為綜合，涉及化學反應類型、原電池的原理應用，氧化還原反應等知識，物質的量不同產物不同，利用反應的量判斷生成產物，題目難度中等，注意把握電極反應式的書寫方法．