Question

單質A與粉末化合物B組成的混合物相互轉化關系如下圖所示：

請回答下列問題：
（1）A單質的元素在周期表中處于______．
（2）D與G兩溶液混合后發生反應的離子方程式為______．
（3）常溫下，D溶液的pH______7（填“＞”或“＜”或”=”），其原因是______（用離子方程式表示）．
（4）用碳棒、稀硫酸、氣體E和氣體F組成燃料電池，該電池的正極反應式為______．

Answer 1

解：單質A與粉末化合物B組成的混合物與酸反應生成CD溶液和氣體EF，單質A與粉末化合物B組成的混合物與足量水反應生成氣體EF和G溶液；說明單質A和酸堿反應生成氣體，判斷A為Al；B為能與水反應生成生成堿和氣體的物質，推斷為Na₂O₂，轉化關系中H可以和酸硫酸反應和堿氫氧化鈉反應，說明H為兩性物質判斷為Al（OH）₃；G為NaAlO₂，D為Al₂（SO4）₃；C為Na₂SO₄，綜合推斷可知EF為氧氣和氫氣；
（1）A為鋁周期表中在第三周期 IIIA族，故答案為：第三周期 IIIA族；
（2）D與G兩溶液混合后發生反應是偏鋁酸鈉和硫酸鋁混合發生雙水解生成氫氧化鋁沉淀，反應的離子方程式為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（3）常溫下，D溶液是硫酸鋁溶液，鋁離子水解顯酸性，溶液的pH＜7，原因是Al³⁺+3H₂O Al（OH）₃+3H⁺，
故答案為：＜；Al³⁺+3H₂O Al（OH）₃+3H⁺；
（4）用碳棒、稀硫酸、氣體E和氣體F組成燃料電池是氫氧燃料電池，電解質是酸，原電池中 負極失電子發生氧化反應，正極上得到電子發生還原反應，所以該電池的正極是氧氣得到電子發生還原反應，由于是酸性電池，所以電極反應式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
分析：單質A與粉末化合物B組成的混合物與酸反應生成CD溶液和氣體EF，單質A與粉末化合物B組成的混合物與足量水反應生成氣體EF和G溶液；說明單質A和酸堿反應生成氣體，判斷A為Al；B為能與水反應生成生成堿和氣體的物質，推斷為Na₂O₂，轉化關系中H可以和酸硫酸反應和堿氫氧化鈉反應，說明H為兩性物質判斷為Al（OH）₃；G為NaAlO₂，D為Al₂（SO4）₃；C為Na₂SO₄，綜合推斷可知EF為氧氣和氫氣；依據判斷出的物質回答問題．
點評：本題考查了物質轉化關系的判斷應用，物質性質的分析應用，主要考查鋁及其化合物性質的應用，水解反應應用，離子方程式的書寫原則，原電池的原理應用和電極書寫．