Question

3．（1）對于中學化學常見物質：鈉、鐵、氧化鈉、過氧化鈉、二氧化硫、二氧化氮．根據它們在一定條件下能否與H₂O發(fā)生氧化還原反應進行的分類如下：

請回答下列問題：
①淡黃色固體屬于�。◤摹凹住�丁”選填）組，乙組中物質包括（填寫電子式）．
②甲組中的物質能使溴水褪色，其反應的離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-．
③丙組中的某一物質須在高溫時才能與水蒸氣反應，其化學方程式為3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．另一物質投入足量的Ca（HCO₃）₂溶液中反應產生氣體和沉淀，寫出生成沉淀的離子方程式為2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，OH^-+HCO₃^-+Ca²⁺=H₂O+CaCO₃↓．
（2）用于金屬焊接的某種焊條，其藥皮由大理石、水泥、硅鐵等配制而成．
①Al與NaOH溶液反應的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．
②焊接過程中，藥皮在高溫下產生了熔渣和使金屬不被氧化的氣體，該氣體是CO₂．
③經處理后的熔渣36.0g（僅含Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂），加入足量稀鹽酸，分離得到11.0g固體；濾液中加入過量NaOH溶液，分離得到21.4g固體；則此熔渣中Al₂O₃的質量分數為25%．

Answer 1

分析 （1）根據它們在一定條件下能否與水發(fā)生氧化還原反應進行分類，鈉（Na）、鐵（Fe）、氧化鈉（Na₂O）、過氧化鈉（Na₂O₂）、二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）等中學化學常見物質；依據分組后的性質分析判斷，甲組、與水反應生成的溶液呈酸性，二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）；乙組生成物水溶液呈堿性為鈉（Na）、氧化鈉（Na₂O）、過氧化鈉（Na₂O₂）；丙組水是氧化劑為：鈉（Na）、鐵（Fe）；丁組與水反應水即不是氧化劑也不是還原劑的是：過氧化鈉（Na₂O₂）、二氧化氮（NO₂），據此分析回答問題；
（2）①Al與NaOH溶液反應偏鋁酸鈉和氫氣；
②由藥皮的成分和物質的性質進行推斷產生的使金屬不被氧化的氣體成分；
③36.0g（僅含Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂）加入足量稀鹽酸，二氧化硅不和鹽酸反應，所以分離得到11.0g的固體是二氧化硅，濾液中加入過量NaOH溶液，分離得到21.4g固體是氫氧化鐵，根據鐵原子守恒計算氧化鐵的質量，剩余的質量就是氧化鋁，再根據質量分數公式進行計算．

解答 解：根據它們在一定條件下能否與水發(fā)生氧化還原反應進行分類，鈉（Na）、鐵（Fe）、氧化鈉（Na₂O）、過氧化鈉（Na₂O₂）、二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）等中學化學常見物質；依據分組后的性質分析判斷，甲組、與水反應生成的溶液呈酸性，二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）；乙組生成物水溶液呈堿性為鈉（Na）、氧化鈉（Na₂O）、過氧化鈉（Na₂O₂）；丙組水是氧化劑為：鈉（Na）、鐵（Fe）；丁組與水反應水即不是氧化劑也不是還原劑的是：過氧化鈉（Na₂O₂）、二氧化氮（NO₂），
（1）①淡黃色固體是過氧化鈉，屬于丁組物質，B組中物質生成物水溶液呈堿性為Na₂O，電子式為：，故答案為：丁；；
②甲組中的物質能使溴水褪色，應為還原性的二氧化硫，其反應的離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Br^-；
③丙組中的某一物質須在加熱時才能與水蒸氣反應為Fe，鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；另一物質投入足量的Ca（HCO₃）₂溶液中，發(fā)生反應的離子方程式為2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，OH^-+HCO₃^-+Ca²⁺=H₂O+CaCO₃↓；
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，OH^-+HCO₃^-+Ca²⁺=H₂O+CaCO₃↓；
（2）①Al與NaOH溶液反應偏鋁酸鈉和氫氣，反應的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
②由藥皮的成分大理石、水泥、硅鐵可知，在高溫下只有大理石才分解產生CO₂，因此氣體只能是CO₂氣體，
故答案為：CO₂；
③熔渣中只有SiO₂與鹽酸不反應，因此11.0g是SiO₂的質量．Fe₂O₃、Al₂O₃溶于鹽酸分別生成FeCl₃、AlCl₃，當濾液中加入過量NaOH溶液時AlCl₃生成NaAlO₂，FeCl₃生成Fe（OH）₃沉淀．所以21.4g固體是Fe（OH）₃的質量，其物質的量為：$\frac{21.4g}{107g/mol}$=0.2mol，由鐵原子守恒知Fe₂O₃的物質的量為0.1mol，其質量為0.1mol×160g•mol^-1=16.0g，
熔渣中Al₂O₃的質量分數為 $\frac{（36.0-11.0-16.0）g}{36.0g}$×100%=25%，
故答案為：25%．

點評 本題易氧化還原反應為載體考查了元素化合物知識，根據物質的性質分析解答即可，注意過氧化鈉中O元素化合價，注意鐵和水蒸氣反應生成物，這些都是易錯點，題目難度中等．