Question

14．已知有如圖的轉化關系：A $\stackrel{O_{2}}{→}$B $\stackrel{過量鹽酸}{→}$C，其中A為金屬單質，部分反應條件和產物省略．
（1）若B為淡黃色固體，則A為Na（填化學式）．寫出A與水反應的離子方程式2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑
B做潛水艇供氧劑的原理為：（填寫反應方程式）2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ 、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
（2）若A為生活中常用金屬，且C中所含金屬元素存在兩種價態(tài)．
Ⅰ．寫出A與水反應的方程式3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂
Ⅱ．給C溶液中加入過量的氫氧化鈉，并露置在空氣中一段時間，寫出整個過程中發(fā)生的氧化還原反應的方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
Ⅲ．若想將C中金屬元素轉化成單一價態(tài)，可加入適量的Cl₂或Fe．
Ⅳ．與A反應消耗1mol O₂，則與B反應需要2mol/L鹽酸溶液2L．
（3）若B為兩性氧化物
Ⅰ．寫出A與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
Ⅱ．已知：C$\stackrel{NaOH溶液}{→}$D$\stackrel{NaOH溶液}{→}$E．寫出實驗室制備D的離子方程式Al³⁺+3 NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
Ⅲ．已知B為51g，在C溶液中加入1mol/L NaOH 溶液1L時開始出現沉淀，若要得到0.5mol的沉淀，則加入的氫氧化鈉溶液的總體積為2.5L或4.5L．

Answer 1

分析 （1）A為金屬單質，若B為淡黃色固體，則A為Na，B為Na₂O₂；
（2）若A為生活中常用金屬，且C中所含金屬元素存在兩種價態(tài)，則A為Fe，B為Fe₃O₄，C為FeCl₃、FeCl₂混合；
（3）若B為兩性氧化物，則A為Al，C為AlCl₃，D為Al（OH）₃，E為NaAlO₂．

解答 解：（1）A為金屬單質，若B為淡黃色固體，則A為Na，B為Na₂O₂．
A與水反應的離子方程式：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，
B做潛水艇供氧劑的原理為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ 、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案為：Na；2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ 、2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）若A為生活中常用金屬，且C中所含金屬元素存在兩種價態(tài)，則A為Fe，B為Fe₃O₄，C為FeCl₃、FeCl₂混合．
Ⅰ．A與水反應的方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂ ，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂ ；
Ⅱ．給C溶液中加入過量的氫氧化鈉，并露置在空氣中一段時間，整個過程中發(fā)生的氧化還原反應的方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
Ⅲ．若想將C中金屬元素轉化成單一價態(tài)，可加入適量的Cl₂或Fe，
故答案為：Cl₂；Fe；
Ⅳ．與Fe反應消耗1mol O₂得到Fe的氧化物，鐵的氧化物與鹽酸反應時，氧原子與HCl中H原子結合為水，則需要HCl為4mol，反應需要2mol/L鹽酸溶液體積為$\frac{4mol}{2mol/L}$=2L，
故答案為：2；
（3）若B為兩性氧化物，則A為Al，C為AlCl₃，D為Al（OH）₃，E為NaAlO₂．
Ⅰ．A與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
Ⅱ．實驗室制備氫氧化鋁在的離子方程式：Al³⁺+3 NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al³⁺+3 NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
Ⅲ．氧化鋁為51g，物質的量為$\frac{51g}{102g/mol}$=0.5mol，可以得到氯化鋁為1mol，在氯化鋁溶液中加入1mol/L NaOH 溶液1L時開始出現沉淀，若要得到0.5mol的沉淀，而氯化鋁完全反應會得到1mol沉淀，等于0.5mol，說明有兩種情況：一為沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一種情況為沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，開始加入1L NaOH溶液中和未反應的HCl，
①若堿不足，由Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓可知，NaOH的物質的量為0.5mol×3=1.5mol，消耗NaOH溶液的體積為$\frac{1.5mol}{1mol/L}$=1.5L，故加入NaOH溶液體積為1L+1.5L=2.5L；
②沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，則：
Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
1mol 3mol 1mol
溶解的氫氧化鋁為1mol-0.5mol=0.5mol，
Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O
0.5mol  0.5mol
則消耗的堿的物質的量為3mol+0.5mol=3.5mol，NaOH溶液的體積為$\frac{3.5mol}{1mol/L}$=3.5L，
故加入NaOH溶液的體積為：1L+3.5L=4.5L，
故答案為：2.5；4.5．

點評 本題考查無機物推斷，涉及Na、Fe、Al元素單質化合物性質與轉化，是對學生綜合能力的考查，Ⅲ中計算為易錯點，學生溶液忽略開始加入的NaOH，難度中等．