Question

18．A是單質，D是A單質所含元素的最高價氧化物的水化物，甲、乙、丙、丁四種化合物間除甲與丁、丙與乙外，兩兩均能發(fā)生中和反應．已知有如圖轉化關系（部分產(chǎn)物和反應條件已略去）：

試回答：
（l）寫出B在工業(yè)生產(chǎn)中的一種用途：工業(yè)上制備Al（或作耐火材料），用化學方程式表示A物質在工業(yè)生產(chǎn)中的一種用途：2Al+Fe₃O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2AlO₂^-+2Fe．
（2）寫出B轉化為C的可能的離子方程式Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Al₂O₃+2OH^-=AlO₂^-+H₂O．
（3）若C的溶液顯酸性，用離子方程式表示其凈水的原理Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺．
（4）若C為鈉鹽，用含m mol C的溶液與1Lnmol/L的鹽酸充分反應，已知$\frac{m}{n}$=$\frac{1}{2}$，則生成D的物質的量為$\frac{4m-n}{3}$mol．

Answer 1

分析 A是單質，與氧氣反應生成B為氧化物，甲、乙、丙、丁四種化合物間除甲與丁、丙與乙外，兩兩均能發(fā)生中和反應，為酸與堿的反應，甲與丁為同類物質，丙與乙為同類物質，氧化物B能與酸或堿反應生成C，D是A單質所含元素的最高價氧化物的水化物，結合轉化關系，可推知B為Al₂O₃，則A為Al、C為Al（OH）₃，
（1）氧化鋁可以制備Al（或作耐火材料）等；
（2）B轉化生成C為氧化鋁與強堿或強酸的反應；
（3）若C的溶液顯酸性，則C為鋁鹽，溶液中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，可以凈水；
（4）若C為鈉鹽，則甲為NaOH，C為NaAlO₂，根據(jù) AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O計算生成氫氧化鋁的物質的量．

解答 解：A是單質，與氧氣反應生成B為氧化物，甲、乙、丙、丁四種化合物間除甲與丁、丙與乙外，兩兩均能發(fā)生中和反應，為酸與堿的反應，甲與丁為同類物質，丙與乙為同類物質，氧化物B能與酸或堿反應生成C，D是A單質所含元素的最高價氧化物的水化物，結合轉化關系，可推知B為Al₂O₃，則A為Al、C為Al（OH）₃，則：
（1）Al₂O₃在工業(yè)上制備Al（或作耐火材料），A物質在工業(yè)生產(chǎn)中的一種用途是鋁熱反應．可以利用放出的熱量焊接鋼軌，反應的化學方程式為：2Al+Fe₃O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2AlO₂^-+2Fe，
故答案為：工業(yè)上制備Al（或作耐火材料）； 2Al+Fe₃O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2AlO₂^-+2Fe；
（2）B轉化生成C為氧化鋁與強堿或強酸的反應，反應離子方程式為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O 或Al₂O₃+2OH^-=AlO₂^-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O 或Al₂O₃+2OH^-=AlO₂^-+H₂O；
（3）若C的溶液顯酸性，則C為鋁鹽，溶液中鋁離子水解Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺，生成氫氧化鋁膠體，可以凈水，
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；
（4）若C為鈉鹽，則甲為NaOH，C為NaAlO₂，1L n mol•L^-1的鹽酸中n（HCl）=n mol，由于n（NaAlO₂）：n（HCl）=1：2，故按AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓反應，鹽酸有剩余，能部分溶解氫氧化鋁，則：
AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓
m mol      m mol     m mol
剩余n（H⁺）=n mol-m mol=（n-m）mol
Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O
$\frac{n-m}{3}$mol （n-m）mol
故得到氫氧化鋁沉淀為：m mol-$\frac{n-m}{3}$mol=$\frac{4m-n}{3}$mol，
故答案為：$\frac{4m-n}{3}$；

點評 本題考查無機物推斷、鹽類水解、根據(jù)方程式計算、原電池等，B是氧化物且能與酸、堿反應是推斷突破口，題目難度中等．