Question

A、B、C、D均為中學化學中常見的物質(zhì)，它們之間轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖（部分產(chǎn)物已略去）：試回答：

（1）若D是具有氧化性的單質(zhì)，則屬于主族的金屬A為 ________ （填元素符號），C的電子式為__________         
（2）若A是某物質(zhì)的稀溶液，D是金屬，C溶液在儲存時應(yīng)加入少量D，其理由是（用必要的文字和離子方程式表示）____________；D在潮濕的空氣中易發(fā)生        吸氧腐蝕，寫出腐蝕時原電池正極的電極反應(yīng)式___________。

（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物，在溶液中A和C反應(yīng)生成B。請寫出B轉(zhuǎn)化為C的所有可能的離子方程式_____________________。化合物B經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到單質(zhì)E，將一定質(zhì)量的Mg和E 的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如右圖所示。則固體混合物中Mg的質(zhì)量為________；NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為 ________。硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為_______。

Answer 1

（1）Na  
(2)加入少量鐵，防止被氧化；2Fe^3＋＋Fe＝3Fe^2＋；O₂＋4e^－＋2H₂O＝4OH^－
（3）Al(OH)₃＋3H^＋＝Al^3＋＋3H₂O、Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O
3.6g ；5.0mol/L ；1.0mol/L

試題分析：（1）若D是具有氧化性的單質(zhì)，則根據(jù)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系以及轉(zhuǎn)化特點可知，屬于主族的金屬A為Na，則B是氧化鈉，C就是過氧化鈉。過氧化鈉是含有離子鍵和非極性鍵的離子化合物，其電子式為。
（2）若A是某物質(zhì)的稀溶液，D是金屬，所以根據(jù)轉(zhuǎn)化的關(guān)系以及轉(zhuǎn)化特點可判斷D應(yīng)該是變價金屬鐵，B是含有鐵離子的鹽，C是含有亞鐵離子的鹽。由于亞鐵離子易被氧化生成鐵離子，所以C溶液在儲存時應(yīng)加入少量鐵，目的是為了防止亞鐵離子被氧化，反應(yīng)的方程式是2Fe^3＋＋Fe＝3Fe^2＋。鋼鐵在發(fā)生吸氧腐蝕時，鐵是負極，失去電子，氧氣在正極得到電子，所以正極電極反應(yīng)式是O₂＋4e^－＋2H₂O＝4OH^－。
（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物，在溶液中A和C反應(yīng)生成B，這說明三種化合物都含有鋁元素，其中B是氫氧化鋁。如果D是酸，則A就是偏鋁酸鹽，C是鋁鹽。如果D是堿，則A就是鋁鹽，C是偏鋁酸鹽，所以B轉(zhuǎn)化為C的所有可能的離子方程式Al(OH)₃＋3H^＋＝Al^3＋＋3H₂O、Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O。E是單質(zhì)鋁，根據(jù)圖像可知，加入氫氧化鈉溶液后并沒有立即生成沉淀，這說明稀硫酸是過量的，所以有關(guān)的方程式是H^＋＋OH^－=H₂O、Al^3＋＋3OH^－=Al(OH)₃↓、Mg^2＋＋2OH^－=Mg(OH)₂↓、Al(OH)₃＋OH^－=AlO₂^－＋2H₂O。根據(jù)圖像可知，和氫氧化鋁反應(yīng)的氫氧化鈉溶液是240ml－200ml＝40ml，則氫氧化鋁的物質(zhì)的量是0.35mol－0.15mol＝0.20mol，氫氧化鎂是0.15mol，所以混合物鎂質(zhì)量是0.15mol×24g/mol3.6g；氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度是0.2mol÷0.04L＝5.0mol/L。當沉淀質(zhì)量達到最大值時溶液中就只有硫酸鈉，產(chǎn)生氫氧化鈉的物質(zhì)的量是0.2L×5mol/L＝1mol，因此根據(jù)原子守恒可知，硫酸鈉的物質(zhì)的量是0.5mol，則硫酸鈉的濃度是0.5mol÷0.5L＝1.0mol/L。
點評：該題是高考中的常見題型和考點，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，在注重對學生基礎(chǔ)知識鞏固和訓練的同時，側(cè)重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導與訓練，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和靈活應(yīng)變能力。在進行無機框圖題的判斷時應(yīng)該注意的是化學推斷題是一類綜合性較強的試題，如元素及化合物性質(zhì)和社會生活，環(huán)境保護，化學計算等知識，還可引入學科間綜合。它不僅可考察學生對化學知識的理解程度，更重要的是培養(yǎng)學生的綜合分析能力和思維方法。解框圖題的方法：最關(guān)鍵的是尋找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊顏色、特殊狀態(tài)、特殊氣味、特殊反應(yīng)、特殊現(xiàn)象、特殊制法、特殊用途等。該題的計算關(guān)鍵是明確反應(yīng)原理，然后依據(jù)方程式和圖像靈活運用即可。