Question

A、B、C、D均為中學化學中常見的物質，它們之間轉化關系如下圖（部分產物已略去）：試回答：

（1）若D是具有氧化性的單質，則屬于主族的金屬A為 ________ （填元素符號），C的電子式為__________         
（2）若A是某物質的稀溶液，D是金屬，C溶液在儲存時應加入少量D，其理由是（用必要的文字和離子方程式表示）____________；D在潮濕的空氣中易發生        吸氧腐蝕，寫出腐蝕時原電池正極的電極反應式___________。

（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物，在溶液中A和C反應生成B。請寫出B轉化為C的所有可能的離子方程式_____________________。化合物B經過一系列反應可以得到單質E，將一定質量的Mg和E 的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產生氣體。待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液的體積關系如右圖所示。則固體混合物中Mg的質量為________；NaOH溶液的物質的量濃度為 ________。硫酸溶液的物質的量濃度為_______。

Answer 1

（1）Na  
(2)加入少量鐵，防止被氧化；2Fe^3＋＋Fe＝3Fe^2＋；O₂＋4e^－＋2H₂O＝4OH^－
（3）Al(OH)₃＋3H^＋＝Al^3＋＋3H₂O、Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O
3.6g ；5.0mol/L ；1.0mol/L

試題分析：（1）若D是具有氧化性的單質，則根據物質的轉化關系以及轉化特點可知，屬于主族的金屬A為Na，則B是氧化鈉，C就是過氧化鈉。過氧化鈉是含有離子鍵和非極性鍵的離子化合物，其電子式為。
（2）若A是某物質的稀溶液，D是金屬，所以根據轉化的關系以及轉化特點可判斷D應該是變價金屬鐵，B是含有鐵離子的鹽，C是含有亞鐵離子的鹽。由于亞鐵離子易被氧化生成鐵離子，所以C溶液在儲存時應加入少量鐵，目的是為了防止亞鐵離子被氧化，反應的方程式是2Fe^3＋＋Fe＝3Fe^2＋。鋼鐵在發生吸氧腐蝕時，鐵是負極，失去電子，氧氣在正極得到電子，所以正極電極反應式是O₂＋4e^－＋2H₂O＝4OH^－。
（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物，在溶液中A和C反應生成B，這說明三種化合物都含有鋁元素，其中B是氫氧化鋁。如果D是酸，則A就是偏鋁酸鹽，C是鋁鹽。如果D是堿，則A就是鋁鹽，C是偏鋁酸鹽，所以B轉化為C的所有可能的離子方程式Al(OH)₃＋3H^＋＝Al^3＋＋3H₂O、Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O。E是單質鋁，根據圖像可知，加入氫氧化鈉溶液后并沒有立即生成沉淀，這說明稀硫酸是過量的，所以有關的方程式是H^＋＋OH^－=H₂O、Al^3＋＋3OH^－=Al(OH)₃↓、Mg^2＋＋2OH^－=Mg(OH)₂↓、Al(OH)₃＋OH^－=AlO₂^－＋2H₂O。根據圖像可知，和氫氧化鋁反應的氫氧化鈉溶液是240ml－200ml＝40ml，則氫氧化鋁的物質的量是0.35mol－0.15mol＝0.20mol，氫氧化鎂是0.15mol，所以混合物鎂質量是0.15mol×24g/mol3.6g；氫氧化鈉溶液的物質的量濃度是0.2mol÷0.04L＝5.0mol/L。當沉淀質量達到最大值時溶液中就只有硫酸鈉，產生氫氧化鈉的物質的量是0.2L×5mol/L＝1mol，因此根據原子守恒可知，硫酸鈉的物質的量是0.5mol，則硫酸鈉的濃度是0.5mol÷0.5L＝1.0mol/L。
點評：該題是高考中的常見題型和考點，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，在注重對學生基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，有利于培養學生的邏輯推理能力和靈活應變能力。在進行無機框圖題的判斷時應該注意的是化學推斷題是一類綜合性較強的試題，如元素及化合物性質和社會生活，環境保護，化學計算等知識，還可引入學科間綜合。它不僅可考察學生對化學知識的理解程度，更重要的是培養學生的綜合分析能力和思維方法。解框圖題的方法：最關鍵的是尋找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊顏色、特殊狀態、特殊氣味、特殊反應、特殊現象、特殊制法、特殊用途等。該題的計算關鍵是明確反應原理，然后依據方程式和圖像靈活運用即可。