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作負極；F常溫下是氣體，各物質有以下的轉化關系（部分產物及條件略去）。

請回答以下問題：
（1）寫出原電池的負極反應方程式______________________________________。
（2）常溫時pH=12的C溶液中，溶質的陽離子與溶質的陰離子濃度之差為____________（寫出計算式）；相同條件下，等濃度的C溶液與CH₃COONa溶液中，C的陰離子與CH₃COO^-濃度的大小關系：前者_______后者（用“>”、“<”或“=”表示）。
（3）寫出②的化學方程式____________________________________________________。
（4）含A元素的某鹽X常做凈水劑，X做焰色反應時，透過鈷玻璃觀察火焰呈紫色。
①X的水溶液與NaHCO₃溶液混合，反應的離子方程式為                        。
②500mLX的溶液與Ba(OH)₂反應生成沉淀的質量與加入Ba(OH)₂物質的量的關系如圖：

請回答：X晶體的俗名為__________；其溶液的物質的量濃度為_________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的轉化是中學化學中常見反應，H→A為工業冶煉金屬鋁，A→J為鋁熱反應，故應為AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe的反應，該原電池是鋁做負極，鐵做正極，電解質溶液為NaOH，負極上發生的反應為：
Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C為NaAlO₂，根據溶液呈電中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），進行判斷離子關系；
（3）反應②為工業合成氨的重要反應，反應為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O；
（4）①根據弱酸的陰離子和弱堿的陽離子發生相互促進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，根據圖象判斷反應的物質的量的關系，以此計算．
解答：解：（1）題中H→A為工業冶煉金屬鋁，A→J為鋁熱反應，為推斷題的突破口，依次可知C→E→H→A→J的轉化是中學化學中常見反應，為AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe之間的轉化，該原電池是鋁做負極，鐵做正極，電解質溶液為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做負極被氧化，在堿性溶液中生成AlO₂^-，電極反應式為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C為NaAlO₂，根據溶液呈電中性，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的轉化可知該氫化物中存在變價非金屬元素，應為N元素，故G為NH₃，I為NO，K為NO₂，L為HNO₃，反應②為工業合成氨的重要反應，反應為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O
（4）①AlCl₃水溶液與NaHCO₃溶液反應相互促進的水解，反應為Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，該反應為泡沫滅火器的反應原理，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；
根據反應計算：
Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄
1mol 233g
n 233g
則n=1mol，根據SO₄^2-離子的守恒可知500mLKAl（SO₄）₂的溶液中含有溶質的物質的量為0.5mol，
故濃度為：=1mol/L，故答案為：明礬或白礬；1mol/L．
點評：本題考查元素化合物推斷，同時考查電化學、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．