Question

已知化合物A與B組成元素相同，在常溫下均呈液態；D與E都為金屬單質，且D、E與甲的濃溶液在常溫作用都無明顯現象，加熱時有大量紅棕色氣體產生．E與D的氧化物的反應可用于焊接鋼軌．
（1）A的結構式為______，說出A在醫療中的一種重要作用______．
（2）寫出過量D與甲稀溶液反應的離子方程式：______；
（3）以D、E為電極，NaOH溶液為電解質溶液可以組成原電池，原電池負極的電極反應式為______．現利用此裝置電解CuSO₄溶液，電解一段時間后，陰陽兩極產生的氣體在標準狀況下都是2.24L．請寫出陽極的電極反應式______；若電解前CuSO4溶液的體積為200mL，則其物質的量濃度是______；
（4）含有D、E元素的一種新型無機高分子材料高效凈水劑[ED（OH）₄Cl₂]m與過量濃鹽酸溶液可以反應，其反應的化學方程式為______．

Answer 1

【答案】分析：化合物A與B組成元素相同，在常溫下均呈液態，為H₂O、H₂O₂；
D與E都為金屬單質，E與D的氧化物的反應可用于焊接鋼軌，為鋁熱反應，E為Al，D為Fe，Fe、Al與甲的濃溶液在常溫作用都無明顯現象，加熱時有大量紅棕色氣體產生，甲為HNO₃；
（1）A在醫療中有重要作用，可知A為H₂O₂，B為H₂O；
（2）過量的Fe與稀硝酸反應生成硝酸亞鐵、NO、水；
（3）鋁與氫氧化鈉溶液反應，故鋁為負極，Al放電，在堿性條件下生成偏鋁酸根與水；
電解CuSO₄溶液，陽極是氫氧根離子放電，生成氧氣與水，由于陰陽兩極產生的氣體在標準狀況下都是2.24L，故陰極首先是Cu²⁺放電，然后H⁺放電生成H₂，根據電子轉移守恒計算溶液中Cu²⁺，進而計算CuSO4溶液的濃度；
（4）凈水劑[AlFe（OH）₄Cl₂]m與過量濃鹽酸溶液反應，實質是OH^-與H⁺反應．
解答：解：化合物A與B組成元素相同，在常溫下均呈液態，為H₂O、H₂O₂；
D與E都為金屬單質，E與D的氧化物的反應可用于焊接鋼軌，為鋁熱反應，E為Al，D為Fe，Fe、Al與甲的濃溶液在常溫作用都無明顯現象，加熱時有大量紅棕色氣體產生，甲為HNO₃；
（1）A在醫療中有重要作用，可知A為H₂O₂，B為H₂O，H₂O₂是共價化合物，分子中氧原子之間形成1對共用電子對，氧原子與氫原子之間形成1對共用電子對，結構式為H-O-O-H，在醫療中常用于殺菌消毒；
故答案為：H-O-O-H，殺菌消毒；
（2）過量的Fe與稀硝酸反應生成硝酸亞鐵、NO、水，反應離子方程式為3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）鋁與氫氧化鈉溶液反應，故鋁為負極，Al放電，在堿性條件下生成偏鋁酸根與水，
電極反應式為Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
電解CuSO₄溶液，陽極是氫氧根離子放電，生成氧氣與水，電解反應式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
陰極產生的2.24L氣體是氫氣，在標準狀況下氫氣的物質的量為=0.1mol，陽極產生的2.24L氣體是氧氣，在標準狀況下氧氣的物質的量為為=0.1mol，令原溶液中Cu²⁺為amol，根據電子轉移守恒有：2×amol+0.1mol×2=0.1mol×4，解得a=0.1，故CuSO4溶液的物質的量濃度為=0.5mol/L；
故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，0.5mol/L；
（4）凈水劑[AlFe（OH）₄Cl₂]m與過量濃鹽酸溶液反應生成氯化鋁、氯化鐵與水，反應方程式為：[AlFe（OH）₄Cl₂]m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O；
故答案為：[AlFe（OH）₄Cl₂]m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O．
點評：主要以“無機框圖題”的形式考查元素單質及其化合物的性質，涉及常用化學用語、原電池原理與有關計算等，難度中等，熟練掌握物質的性質，是推斷的關鍵．