Question

13．如圖表示各物質之間的轉化關系．已知D、E、Z是中學化學常見的單質，其他都是化合物．Z、Y是氯堿工業的產品．D元素的原子最外層電子數與電子層數相等，且D的硫酸鹽可作凈水劑．E為日常生活中應用最廣泛的金屬．除反應①外，其他反應均在水溶液中進行．請回答下列問題．

（1）寫出X的電子式：．
（2）常溫時pH=12的G溶液中，溶質的陽離子與溶質的陰離子濃度之差為（10^-2-10^-12）mol/L（寫出計算式）．
（3）在電鍍工業中，若將E作為待鍍金屬，銅為鍍層金屬，則銅是陽極，請寫出在E電極上發生的電極反應式：Cu²⁺+2e^-=Cu．
（4）寫出反應③的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（5）現有無標簽的Y和M的兩種無色水溶液，不用其他任何試劑，請你設計一個簡單的實驗對這兩種溶液加以鑒別Y中滴加M，先沒有沉淀后生成沉淀，而M中滴加Y，先生成沉淀后沉淀消失，則Y為NaOH，M為AlCl₃（回答實驗操作、現象及結論）．
（6）A溶液與NaOH溶液混合可形成沉淀，某溫度下此沉淀的Ksp=2.097×l0^-39．將0.01mol/L的A溶液與0.001mol•L^-1的NaOH溶液等體積混合，你認為能否形成沉淀能（填“能”或“不能”），請通過計算說明Qc=（$\frac{1}{2}$×0.01）×（$\frac{1}{2}$×0.001）³=6.25×10^-13＞Ksp=2.097×l0^-39，則生成沉淀．

Answer 1

分析 圖中D、E、Z是單質，其余均是化合物．且知E為日常常用金屬；D元素的原子最外層電子數與電子層數相等，C+D=E+F是置換反應，推斷高溫下為鋁熱反應，推斷D為Al，E為Fe，F為Al₂O₃；Z、Y是氯堿工業的產品，由圖中Al、Al₂O₃和Y反應可推斷，Y為NaOH；得到Z為Cl₂，X為HCl，反應均在水溶液中進行，所以推斷得到G為NaAlO₂，M為AlCl₃，B為FeCl₂，A為FeCl₃，然后結合物質的性質及化學反應原理來解答．

解答 解：圖中D、E、Z是單質，其余均是化合物．且知E為日常常用金屬；D元素的原子最外層電子數與電子層數相等，C+D=E+F是置換反應，推斷高溫下為鋁熱反應，推斷D為Al，E為Fe，F為Al₂O₃；Z、Y是氯堿工業的產品，由圖中Al、Al₂O₃和Y反應可推斷，Y為NaOH；得到Z為Cl₂，X為HCl，反應均在水溶液中進行，所以推斷得到G為NaAlO₂，M為AlCl₃，B為FeCl₂，A為FeCl₃，
（1）X為HCl，其電子式為，
故答案為：；
（2）pH=12的NaAlO₂溶液中，水解顯堿性，溶質的陽離子與溶質的陰離子濃度之差為0.01mol/L-10^-12mol/L=（10^-2-10^-12）mol/L，
故答案為：（10^-2-10^-12）mol/L；
（3）E作為待鍍金屬，銅為鍍層金屬，則銅為陽極失去電子，E為陰極，電極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：陽；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（4）反應③中D為Al與Y為 NaOH的水溶液，反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（5）Y中滴加M，先沒有沉淀后生成沉淀，而M中滴加Y，先生成沉淀后沉淀消失，則試劑互滴現象不同，可以鑒別，
故答案為：Y中滴加M，先沒有沉淀后生成沉淀，而M中滴加Y，先生成沉淀后沉淀消失，則Y為NaOH，M為AlCl₃；
（6）0.01mol•L^-1的FeCl₃溶液與0.001mol•L^-1的NaOH溶液等體積混合，Qc=（$\frac{1}{2}$×0.01）×（$\frac{1}{2}$×0.001）³=6.25×10^-13＞Ksp=2.097×l0^-39，則生成沉淀，
故答案為：能；Qc=（$\frac{1}{2}$×0.01）×（$\frac{1}{2}$×0.001）³=6.25×10^-13＞Ksp=2.097×l0^-39，則生成沉淀．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，把握物質的性質及轉化關系推斷物質為解答的關鍵，涉及鹽類水解、電化學反應原理、沉淀的生成等，綜合性較強，題目難度中等．