Question

已知D、H是常見的非金屬單質(zhì)，其中H是黃綠色氣體．J是一種金屬單質(zhì)，J元素的+2價(jià)化合物比+4價(jià)化合物穩(wěn)定．D、J元素在周期表中同主族，D是形成化合物種類最多的元素．A、C是金屬氧化物，C和J均是某種常見電池的電極材料，B與C反應(yīng)時(shí)，每生成1mol H同時(shí)消耗4mol B和1mol C．它們之間的關(guān)系如圖：
（1）寫出物質(zhì)A的化學(xué)式

Fe₃O₄

．
（2）寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式

PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O

．
（3）由金屬氧化物A和C得到其相應(yīng)的金屬單質(zhì)，在冶金工業(yè)上一般可用

②

方法（填序號）．
①熱分解法      ②熱還原法       ③電解法
其中從A得到其相應(yīng)金屬也可以用鋁熱法，若反應(yīng)中l(wèi)molA參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

8

mol．
（4）用C、J作電極，與硫酸構(gòu)成如圖所示電池，工作時(shí)電池發(fā)生的總反應(yīng)式為

Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O

，當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，溶液中消耗H⁺的物質(zhì)的量為

2

mol．
（5）向框圖中的紅褐色透明液體K中逐滴滴入HCl溶液．可以觀察到先產(chǎn)生紅褐色沉淀，后紅褐色沉淀溶解，請解釋原因

開始加鹽酸時(shí)，氫氧化鐵膠體遇電解質(zhì)發(fā)生聚沉，再繼續(xù)滴加則氫氧化鐵沉淀與鹽酸發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，沉淀溶解

Answer 1

分析：H是黃綠色氣體，為Cl₂，D是形成化合物種類最多的元素，所以D是碳，D、J元素在周期表中同主族，J是一種金屬單質(zhì)，J元素的+2價(jià)化合物比+4價(jià)化合物穩(wěn)定，所以J是Pb，C+D→Pb+CO₂，C是金屬氧化物，所以C是PbO₂，PbO+B→Cl₂+G+I，B與C反應(yīng)時(shí)，每生成1mol H同時(shí)消耗4mol B和1molC，根據(jù)得失電子守恒知，B是HCl，A是金屬氧化物，A+鹽酸→E+F+G，E和氯氣反應(yīng)生成F，所以A中金屬元素是變價(jià)元素，為鐵元素，A是四氧化三鐵，E是氯化亞鐵，F(xiàn)是氯化鐵，G是水，I是
PbCl₂，氯化鐵溶液煮沸得氫氧化鐵膠體K．

解答：解：H是黃綠色氣體，為Cl₂，D是形成化合物種類最多的元素，所以D是碳，D、J元素在周期表中同主族，J是一種金屬單質(zhì)，J元素的+2價(jià)化合物比+4價(jià)化合物穩(wěn)定，所以J是Pb，C+D→Pb+CO₂，C是金屬氧化物，所以C是PbO，PbO+B→Cl₂+G+I，B與C反應(yīng)時(shí)，每生成1mol H同時(shí)消耗4mol B和1mol C，根據(jù)得失電子守恒知，B是HCl，A是金屬氧化物，A+鹽酸→E+F+G，E和氯氣反應(yīng)生成F，所以A中金屬元素是變價(jià)元素，為鐵元素，A是四氧化三鐵，E是氯化亞鐵，F(xiàn)是氯化鐵，G是水，I是PbCl₂，氯化鐵溶液煮沸得氫氧化鐵膠體K．
（1）通過以上分析知，A是Fe₃O₄，故答案為：Fe₃O₄；
（2）二氧化鉛和鹽酸反應(yīng)生成氯化鉛、氯氣和水，反應(yīng)方程式為：PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（3）鐵和鉛屬于較活潑金屬，采用熱還原法冶煉，故選②；
設(shè)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是x．
3Fe₃O₄+8Al

高溫  .

9Fe+4Al₂O₃轉(zhuǎn)移電子
3mol                     24mol
1mol                      x
x=8mol
故答案為：②；8；
（4）用C、J作電極，與硫酸構(gòu)成的原電池中，鉛失電子，二氧化鉛得電子，與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛和水，反應(yīng)方程式為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，
設(shè)消耗硫酸的物質(zhì)的量是y．
Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O轉(zhuǎn)移電子
        2mol             2mol
         y               1mol
y=1mol，1mol硫酸中氫離子的物質(zhì)的量是2mol，
故答案為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O；2；
（5）向膠體中滴加電解質(zhì)溶液會(huì)產(chǎn)生聚沉現(xiàn)象，氫氧化鐵又能和鹽酸反應(yīng)生成可溶性鹽，所以沉淀會(huì)溶解，
故答案為：開始加鹽酸時(shí)，氫氧化鐵膠體遇電解質(zhì)發(fā)生聚沉，再繼續(xù)滴加則氫氧化鐵沉淀與鹽酸發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，沉淀溶解．

點(diǎn)評：本題考查元素化合物的特性和反應(yīng)，用框圖設(shè)問可以考查學(xué)生正向思維、逆向思維、發(fā)散和收斂思維，能根據(jù)題眼正確判斷化合物是解本題的關(guān)鍵，注意四氧化三鐵中鐵元素的化合價(jià)有+2價(jià)、+3價(jià)，否則會(huì)導(dǎo)致四氧化三鐵和鋁的鋁熱反應(yīng)配平產(chǎn)生錯(cuò)誤，為易錯(cuò)點(diǎn)．