Question

(12分) 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）。

請回答以下問題：
（1）寫出原電池的負(fù)極反應(yīng)方程式______________________________________。
（2）常溫時pH=12的C溶液中，溶質(zhì)的陽離子與溶質(zhì)的陰離子濃度之差為____________（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_(dá)______后者（用“>”、“<”或“=”表示）。
（3）寫出②的化學(xué)方程式____________________________________________________。
（4）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色。
①X的水溶液與NaHCO₃溶液混合，反應(yīng)的離子方程式為                        。
②500mLX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：

請回答：X晶體的俗名為__________；其溶液的物質(zhì)的量濃度為_________mol/L。

Answer 1

（12分）
（1）Al+4OH^-–3e^- = AlO₂^-+2H₂O(2分)
（2）10^-2–10^-12 mol/L或c(OH^-)–c(H⁺)  (2分) <   (1分)
（3）4NH₃+5O₂4NO+6H₂O （2分）
（4）①Al³⁺+3HCO₃^- = Al(OH)₃↓+3CO₂↑ （2分）
②明礬(1分)；   1mol/L(2分)

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）反應(yīng)②為工業(yè)合成氨的重要反應(yīng)，反應(yīng)為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O；
（4）①根據(jù)弱酸的陰離子和弱堿的陽離子發(fā)生相互促進(jìn)的水解來書寫離子方程式；
②含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色，說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）原電池正極生成H₂，即D為H₂，則G為氫化物，由G→I→K的轉(zhuǎn)化可知該氫化物中存在變價非金屬元素，應(yīng)為N元素，故G為NH₃，I為NO，K為NO₂，L為HNO₃，反應(yīng)②為工業(yè)合成氨的重要反應(yīng)，反應(yīng)為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O
（4）①AlCl₃水溶液與NaHCO₃溶液反應(yīng)相互促進(jìn)的水解，反應(yīng)為Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，該反應(yīng)為泡沫滅火器的反應(yīng)原理，故答案為：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應(yīng)時，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色，說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：=1mol/L，故答案為：明礬或白礬；1mol/L．
點(diǎn)評：本題考查元素化合物推斷，同時考查電化學(xué)、晶體類型的判斷、鹽類的水解等知識，具有較高的綜合度，本題具有一定的難度．