Question

A、J是日常生活中常見的兩種金屬，這兩種金屬和NaOH組成原電池，A作負(fù)極；F常溫下是氣體，各物質(zhì)有以下的轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)物及條件略去）．

請(qǐng)回答以下問題：
（1）寫出原電池的負(fù)極反應(yīng)方程式

Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O

．
（2）常溫時(shí)pH=12的C溶液中，溶質(zhì)的陽(yáng)離子與溶質(zhì)的陰離子濃度之差為

10^-2-10^-12mol/L或c（OH^-）-c（H⁺）

（寫出計(jì)算式）；相同條件下，等濃度的C溶液與CH₃COONa溶液中，C的陰離子與CH₃COO^-濃度的大小關(guān)系：前者

＜

后者（用“＞”、“＜”或“=”表示）．
（3）金屬A的氯化物沸點(diǎn)較低，又易升華，能否電解這種熔融氯化物來(lái)生產(chǎn)A？

否

．原因是

因?yàn)锳的氯化物熔沸點(diǎn)低，據(jù)此判斷它的晶體為分子晶體，在熔融態(tài)時(shí)不電離，不能被電解

．
（4）寫出A→J反應(yīng)的化學(xué)方程式

Fe₂O₃+2Al

高溫  .

2Fe+Al₂O₃

．


（5）由J制備的J（C₅H₅）₂的結(jié)構(gòu)如圖1，其中氫原子的化學(xué)環(huán)境完全相同．但早期人們卻錯(cuò)誤地認(rèn)為它的結(jié)構(gòu)為：．核磁共振法能夠區(qū)分這兩種結(jié)構(gòu)．在核磁共振氫譜中，正確的結(jié)構(gòu)有

1

種峰，錯(cuò)誤的結(jié)構(gòu)有

3

種峰．
（6）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時(shí)，透過(guò)鈷玻璃觀察火焰呈紫色．500mLX的溶液與Ba（OH）₂反應(yīng)生成沉淀的質(zhì)量
與加入Ba（OH）₂物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2：請(qǐng)回答：X晶體的俗名為

明礬或白礬

；其溶液的物質(zhì)量濃度為

1

mol/L．

Answer 1

分析：（1）題中C→E→H→A→J的轉(zhuǎn)化是中學(xué)化學(xué)中常見反應(yīng)，H→A為工業(yè)冶煉金屬鋁，A→J為鋁熱反應(yīng)，故應(yīng)為AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe的反應(yīng)，該原電池是鋁做負(fù)極，鐵做正極，電解質(zhì)溶液為NaOH，負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C為NaAlO₂，根據(jù)溶液呈電中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），進(jìn)行判斷離子關(guān)系；
（3）根據(jù)AlCl₃為共價(jià)化合物在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電進(jìn)行分析；
（4）反應(yīng)A→J為鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

2Fe+Al₂O₃；
（5）依據(jù)圖1結(jié)構(gòu)中氫原子的化學(xué)環(huán)境完全相同，錯(cuò)誤結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)中氫原子有三種不同的氫原子，核磁共振氫譜中有幾種不同的氫原子會(huì)有幾種峰值；
（6）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時(shí)，透過(guò)鈷玻璃觀察火焰呈紫色，說(shuō)明鹽中含有鋁元素和鉀元素，為明礬，根據(jù)圖象判斷反應(yīng)的物質(zhì)的量的關(guān)系，以此計(jì)算．

解答：解：：（1）題中H→A為工業(yè)冶煉金屬鋁，A→J為鋁熱反應(yīng)，為推斷題的突破口，依次可知C→E→H→A→J的轉(zhuǎn)化是中學(xué)化學(xué)中常見反應(yīng)，為AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe之間的轉(zhuǎn)化，該原電池是鋁做負(fù)極，鐵做正極，電解質(zhì)溶液為NaOH，可以推知：A為Al，C為NaAlO，E為Al（OH）₃，H為Al₂O₃，J為Fe，M為FeS，原電池中，Al做負(fù)極被氧化，在堿性溶液中生成AlO₂^-，電極反應(yīng)式為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C為NaAlO₂，根據(jù)溶液呈電中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）可知：c（Na⁺）-c（AlO₂^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=10^-2-10^-12 mol/L；
故答案為：10^-2-10^-12 mol/L或c（OH^-）-c（H⁺）；
（3）金屬A的氯化物為AlCl₃，為共價(jià)化合物在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，
故答案為：否；因?yàn)锳的氯化物熔沸點(diǎn)低，據(jù)此判斷它的晶體為分子晶體，在熔融態(tài)時(shí)不電離，不能被電解；
（4）反應(yīng)A→J為鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

2Fe+Al₂O₃ 故答案為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

2Fe+Al₂O₃
（5）制備的J（C₅H₅）₂的結(jié)構(gòu)如圖1，其中氫原子的化學(xué)環(huán)境完全相同，核磁共振氫譜中峰值為1，結(jié)構(gòu)為：結(jié)構(gòu)中含有三種位置的氫原子，所以核磁共振氫譜中峰值為3；故答案為：1；  3
（6）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時(shí)，透過(guò)鈷玻璃觀察火焰呈紫色，說(shuō)明鹽中含有鋁元素和鉀元素，為明礬，俗稱為明礬或白礬；
根據(jù)反應(yīng)計(jì)算：
Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄
    1mol   233g
    n     233g
則n=1mol，根據(jù)SO₄^2-離子的守恒可知500mLKAl（SO₄）₂的溶液中含有溶質(zhì)的物質(zhì)的量為0.5mol，
故濃度為：

0.5mol

0.5L

=1mol/L，故答案為：明礬或白礬；1mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素化合物推斷，同時(shí)考查電化學(xué)、晶體類型的判斷、鹽類的水解等知識(shí)，具有較高的綜合度，本題具有一定的難度．