Question

13．A、B、C、D均為中學化學中常見的單質或化合物，它們之間的關系如圖1所示（部分產物略去）．
（1）若A為非金屬單質，D是空氣的主要成分之一．它們之間轉化時能量變化如圖2，請寫出反應A+D→C的熱化學方程式：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.6kJ•mol^-1
（2）若A為金屬單質，D是某強酸的溶液，則反應C+D→B的離子方程式是3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O
（3）若A、B為鹽，D是強堿，A的水溶液顯酸性，B的水溶液顯堿性．
①C的化學式為Al（OH）₃
②反應B+A→C的離子方程式為Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．
（4）若A為強堿，D為氣態氧化物．常溫時將B的水溶液露置于空氣中，其pH隨時間t變化可能如圖1中的a或圖 b所示（不考慮D的溶解和水的揮發）．
①若圖a符合事實，則D為CO₂（填化學式），此圖a中x＞7（填“＞”“＜”或“=”）．
②若圖b符合事實，則其pH變化的原因是2HSO₃^-+O₂═2H⁺+2SO₄^2-（用離子方程式表示）；已知圖b中y＜7，B的焰色反應為黃色，則B溶液中各離子的濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）

Answer 1

分析 （1）A為非金屬單質，D是空氣的主要成分之一，則A為C，D為O₂，C為CO，由圖可知，1molA和D反應生成C放出熱量為393.5kJ-282.9kJ=110.6kJ；
（2）A為金屬單質，D是某強酸的稀溶液，由圖可知，A為Fe，C為硝酸亞鐵，B為硝酸鐵，D為硝酸；
（3）A、B為鹽，D為強堿，A的水溶液顯酸性，則A可為AlCl₃，D可為NaOH，C為Al（OH）₃，B為NaAlO₂；
（4）A為強堿，D為氣態氧化物，由轉化圖可知，A可為NaOH，D為CO₂或SO₂，B為NaHCO₃或NaHSO₃，常溫時將B的水溶液露置于空氣中，若為b，則碳酸氫鈉符合，若為c則亞硫酸氫鈉符合．

解答 解：（1）A為非金屬單質，D是空氣的主要成分之一，則A為C，D為O₂，C為CO，由圖可知，1molA和D反應生成C放出熱量為393.5kJ-282.9kJ=110.6kJ，則A+D→C的熱化學方程式C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.6 kJ•mol^-1，
故答案為：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.6 kJ•mol^-1．
（2）A為金屬單質，D是某強酸的稀溶液，由圖可知，A為Fe，C為硝酸亞鐵，B為硝酸鐵，D為硝酸，則反應C+D→B的離子方程式為3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）A、B為鹽，D為強堿，A的水溶液顯酸性，則A可為AlCl₃，D可為NaOH，C為Al（OH）₃，B為NaAlO₂，
①由上述分析可知，C為Al（OH）₃，
故答案為：Al（OH）₃；
②反應B+A→C的離子方程式為Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（4）A為強堿，D為氣態氧化物，由轉化圖可知，A可為NaOH，D為CO₂或SO₂，B為NaHCO₃或NaHSO₃，常溫時將B的水溶液露置于空氣中，若為b，則碳酸氫鈉符合，若為c則亞硫酸氫鈉符合，
①若圖b符合事實，則D為CO₂，因碳酸氫鈉水解顯堿性，則圖b中x＞7，
故答案為：CO₂；＞；
②若圖c符合事實，亞硫酸氫鈉易被氧化生成硫酸氫鈉，酸性增強，離子反應為2HSO₃^-+O₂═2H⁺+2SO₄^2-，已知圖b中y＜7，B的焰色反應為黃色，則B為NaHSO₃，溶液呈酸性，HSO₃^-電離大于水解程度，溶液離子濃度大小順序為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案為：2HSO₃^-+O₂═2H⁺+2SO₄^2-；c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，綜合考查元素化合物性質及化學反應原理，側重分析能力及推斷能力的考查，涉及Fe、Al及其化合物轉化和非金屬及化合物的轉化，把握與量有關的反應及氫氧化鋁兩性等即可解答，題目難度中等．