Question

3．A是化合物，B是金屬單質，它們之間相互反應以及生成物之間的轉化關系如圖所示：

（1）金屬B在元素周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，B和A的濃溶液反應的條件是加熱．寫出少量B與A的稀溶液反應的離子方程式：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe²⁺+NO↑+2H₂O．
（2）常溫下0.1 mol/L E的水溶液中各離子濃度大小關系為c（NO₃^-）＞c（Fe³⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（3）L轉化為I的現象是白色沉淀變成灰綠色，最終變成紅褐色．寫出有關的化學方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（4）如何檢測H溶液中陽離子的存在，寫出實驗操作方法、現象、結論：取少量H溶液于試管中，先加入幾滴KSN溶液，無明顯現象，再加幾滴新制的氯水，溶液變為血紅色，證明溶液中含有Fe²⁺．
（5）已知25℃時Fe（OH）₃的K_sp=3.5×10^-39，現將4.0×10^-8 mol/L E溶液與2.0×10^-8 mol/L NaOH溶液等體積混合（忽略溶液混合時體積的變化），通過列式計算說明是否有沉淀產生：混合后溶液中的c（Fe³⁺）=2×10^-8mol/L，c（OH^-）=1×10^-8mol/L，則Q_c=c（Fe³+）×c³（OH^-）=2.0×10^-32＞K_sp，有沉淀生成．

Answer 1

分析 E、H與氫氧化鈉溶液反應分別生成I、L，I和L又能和J、D發生轉化，說明金屬B為變價金屬，B可能為Fe．E、H均為B鹽溶液，A能與B反應生成多種物質，說明A為酸，A與Fe反應時與酸的濃度有關，則A可能是硫酸或硝酸，根據G+J→F可以判斷A是硝酸不是硫酸（氫氣與二氧化硫無法轉化），故酸A為HNO₃，B為Fe，結合轉化關系，可推知F為NO₂，A為HNO₃，E為Fe（NO₃）₃、D為H₂O、I為Fe（OH）₃、G為NO、F為O₂、H為Fe（NO₃）₂，L為Fe（OH）₂，K為NaNO₃，據此解答．

解答 解：E、H與氫氧化鈉溶液反應分別生成I、L，I和L又能和J、D發生轉化，說明金屬B為變價金屬，B可能為Fe．E、H均為B鹽溶液，A能與B反應生成多種物質，說明A為酸，A與Fe反應時與酸的濃度有關，則A可能是硫酸或硝酸，根據G+J→F可以判斷A是硝酸不是硫酸（氫氣與二氧化硫無法轉化），故酸A為HNO₃，B為Fe，結合轉化關系，可推知F為NO₂，A為HNO₃，E為Fe（NO₃）₃、D為H₂O、I為Fe（OH）₃、G為NO、F為O₂、H為Fe（NO₃）₂，L為Fe（OH）₂，K為NaNO₃．
（1）金屬B為Fe，在元素周期表中的位置是：第四周期Ⅷ族，Fe和濃硝酸反應的條件是：加熱，少量Fe與稀硝酸反應的離子方程式：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe²⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：第四周期Ⅷ族；加熱；Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe²⁺+NO↑+2H₂O；
（2）常溫下0.1 mol/L Fe（NO₃）₃的水溶液中Fe³⁺水解，溶液呈酸性，各離子濃度大小關系為：，
故答案為：c（NO₃^-）＞c（Fe³⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（NO₃^-）＞c（Fe³⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（3）L轉化成I的現象是：白色沉淀變成灰綠色，最終變成紅褐色，有關的化學方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：白色沉淀變成灰綠色，最終變成紅褐色；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（4）檢測Fe（NO₃）₂溶液中陽離子的存在：取少量H溶液于試管中，先加入幾滴KSN溶液，無明顯現象，再加幾滴新制的氯水，溶液變為血紅色，證明溶液中含有Fe²⁺，
故答案為：取少量H溶液于試管中，先加入幾滴KSN溶液，無明顯現象，再加幾滴新制的氯水，溶液變為血紅色，證明溶液中含有Fe²⁺；
（5）等體積混合的瞬間，體積加倍濃度減半，混合后溶液中的c（Fe³⁺）=2×10^-8mol/L，c（OH^-）=1×10^-8mol/L，則Q_c=c（Fe³+）×c³（OH^-）=2.0×10^-32＞K_sp，有沉淀生成，
故答案為：混合后溶液中的c（Fe³⁺）=2×10^-8mol/L，c（OH^-）=1×10^-8mol/L，則Q_c=c（Fe³+）×c³（OH^-）=2.0×10^-32＞K_sp，有沉淀生成．

點評 本題考查無機物推斷，涉及Fe、N元素化合物性質與轉化，需要學生熟練掌握元素化合物性質，側重考查學生分析推理能力，難度較大．