Question

18．甲、乙、丙、丁、戊五種單質(zhì)在一定條件下反應(yīng)生成A、B、C、D、E五種化合物，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示．又知：①甲、乙、丙、丁均為前三周期元素的單質(zhì)，常溫下均為氣態(tài)，丙、丁是空氣的主要成分，戊是應(yīng)用最廣泛的金屬．②乙在甲中
燃燒發(fā)出蒼白色火焰，E的水溶液呈黃色．回答下列問(wèn)題：
（1）A與B可反應(yīng)，產(chǎn)物中陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)式為．
（2）A與B的沸點(diǎn)比較，較高的是NH₃（寫(xiě)化學(xué)式）．
（3）E的水溶液可使KI淀粉溶液變藍(lán)，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂．
（4）工業(yè)上可由B與丁反應(yīng)制取C，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（5）將甲和E同時(shí)加（通）入強(qiáng)堿性溶液中，可制得一種高效殺菌、凈水劑（其中含由+6價(jià)戊元素形成的帶2個(gè)單位負(fù)電荷的含氧酸根離子），請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：2Fe³⁺+3Cl₂+16OH^-=2FeO₄^2-+6Cl^-+8H₂O．
（6）用以上金屬戊作電極，利用如圖2裝置，可以模擬金屬的電化學(xué)防護(hù)．若X為碳棒，為減緩戊的腐蝕，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于N處．若X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法．

Answer 1

分析 ①甲、乙、丙、丁均為前三周期元素的單質(zhì)，常溫下均為氣態(tài)，丙、丁是空氣的主要成分為O₂和N₂，C為NO，戊是應(yīng)用最廣泛的金屬為Fe，
②乙在甲中燃燒發(fā)出蒼白色火焰，E的水溶液呈黃色，判斷甲為Cl₂，乙為H₂，A為HCl，E為FeCl₃，丁為O₂，D為鐵的氧化物，丙為N₂，B為NH₃，
（1）A為HCl，B為NH₃，反應(yīng)生成氯化銨，陽(yáng)離子為銨根離子，氮原子和四個(gè)氫原子形成共價(jià)鍵，銨根離子結(jié)構(gòu)中氮原子和氫原子間的配位鍵是氮原子提供孤對(duì)電子，箭頭指向氫；
（2）A為HCl，B為NH₃，NH₃分子間形成氫鍵；
（3）E的水溶液可使KI淀粉溶液變藍(lán)是氯化鐵氧化碘化鉀生成碘單質(zhì)；
（4）工業(yè)上可由B與丁反應(yīng)制取C，是氨氣的催化氧化生成一氧化氮和水；
（5）將甲和E同時(shí)加（通）入強(qiáng)堿性溶液中，可制得一種高效殺菌、凈水劑，其中含由+6價(jià)戊元素形成的帶2個(gè)單位負(fù)電荷的含氧酸根離子是高鐵酸鹽，反應(yīng)
（6）作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護(hù)．

解答 解：①甲、乙、丙、丁均為前三周期元素的單質(zhì)，常溫下均為氣態(tài)，丙、丁是空氣的主要成分為O₂和N₂，C為NO，戊是應(yīng)用最廣泛的金屬為Fe，
②乙在甲中燃燒發(fā)出蒼白色火焰，E的水溶液呈黃色，判斷甲為Cl₂，乙為H₂，A為HCl，E為FeCl₃，丁為O₂，D為鐵的氧化物，丙為N₂，B為NH₃，
（1）銨根離子結(jié)構(gòu)中氮原子和氫原子間的配位鍵是氮原子提供孤對(duì)電子，箭頭指向氫，結(jié)構(gòu)式為：，故答案為：；
（2）A為HCl，B為NH₃，NH₃分子間形成氫鍵沸點(diǎn)高，A與B的沸點(diǎn)比較，較高的是NH₃，
故答案為：NH₃；
（3）E的水溶液可使KI淀粉溶液變藍(lán)是氯化鐵氧化碘化鉀生成碘單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂ ，
故答案為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂ ；
（4）B是氨氣，丁是氧氣，在催化劑加熱條件下，氨氣被催化氧化生成一氧化氮和水，反應(yīng)方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（5）E是氯化鐵，凈水劑中含由+6價(jià)Fe元素形成的帶2個(gè)單位負(fù)電荷的含氧酸根離子，給離子的電荷及鐵、氧元素的化合價(jià)知，該離子為FeO₄^2-，該反應(yīng)中鐵元素失電子則氯元素得電子生成氯離子，所以離子反應(yīng)方程式為2Fe³⁺+3Cl₂+16OH^-=2FeO₄^2-+6Cl^-+8H₂O，
故答案為：2Fe³⁺+3Cl₂+16OH^-=2FeO₄^2-+6Cl^-+8H₂O；
（6）作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護(hù)，若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，則鐵應(yīng)作電解池陰極，所以開(kāi)關(guān)K應(yīng)該置于處N處；
若X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處，該裝置構(gòu)成原電池，鋅易失電子作負(fù)極，鐵作正極而被保護(hù)，該電化學(xué)防護(hù)法稱(chēng)為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，
故答案為：N；犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了無(wú)機(jī)物的推斷、原電池原理、氧化還原反應(yīng)等，同時(shí)考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，正確推斷物質(zhì)是解本題關(guān)鍵，根據(jù)物質(zhì)的顏色、反應(yīng)現(xiàn)象等題眼結(jié)合物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系來(lái)推斷，難點(diǎn)是離子方程式的書(shū)寫(xiě)，題目難度中等．