Question

A、B、C、D是四種常見單質，其對應元素的原子序數依次增大，其中B、D屬于常見金屬，余均為常見化合物，J是一種黑色固體，I的濃溶液具有還原性，A—J的所有物質之間有如下的轉化關系（部分反應產物省略）：

（1）B元素和C元素的簡單離子半徑大小關系是       （用離子符號表示）：
（2）將氮元素與C形成的化合物NC₃加入水中產生使紅色石蕊試紙變藍的氣體，寫出該反應的化學方程式             ；
（3）由E的飽和溶液滴入沸水中形成透明液體，再將此液體裝入U型管，并在U型管的兩端插入電極，接通直流電，在陽極端可觀察到的現象是        ；
（4）將適量J加入酸化的H₂O₂的溶液中，J溶解生成它的+2價離子，該反應的離子方程式是
                       ；
（5）向含有0．1 mol G的溶液中滴加5 mol/L 的鹽酸溶液，得到沉淀3．9 g ，則加入鹽酸的體積可能為                  。

Answer 1

（1）r（Al³⁺） < r（Cl^?）（或Al³⁺ < Cl^?）（2）NCl₃+ 3H₂O = NH₃↑+ 3HClO（3）紅褐色變淺（答有Cl₂生成可給1分）（4）MnO₂ + H₂O₂ + 2H⁺ = Mn²⁺ + O₂↑ + 2H₂O（5）10 mL和50 mL

試題分析：I的濃溶液具有還原性，應為HCl，J是一種黑色固體，可與濃鹽酸反應，應為MnO₂，二者反應生成C為Cl₂，D為常見金屬，可與水蒸氣反應，應為Fe，則E為FeCl₃，A為H₂，F為Fe₃O₄，B能與Fe₃O₄在高溫下反應，且能與NaOH溶液反應，則B為Al，G為NaAlO₂，H為Al₂O₃，則（1）由以上分析可知B元素的簡單離子為Al³⁺，C為Cl^－，Al³⁺有兩個電子層，而Cl^－有三個電子層，故r（Al³⁺）< r（Cl^?）（2）紅色石蕊試紙變藍的氣體即為氨氣，C為Cl₂，根據原子數守恒配平反應方程式：NCl₃+ 3H₂O = NH₃↑+ 3HclO（3）E為FeCl₃，實驗室可用將飽和FeCl₃溶液逐滴加入沸水的方法制備氫氧化鐵膠體，膠體具有電泳現象，膠體粒子帶正電荷，外加電源，可向電源負極移動，則陽極紅色加深（4）J為MnO₂，根據題意可知反應的離子方程式為MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O（5）G為NaAlO₂，加入少量鹽酸時，鹽酸與偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，NaAl(OH)₄+HCl==NaCl+H₂O+Al(OH)₃↓，設加入nL鹽酸
n×5mol/L            即：5n=1：1，n=0.01L=10mL，加入過量鹽酸時鹽酸先與偏鋁酸鈉完全反應，生成氫氧化鋁沉淀，鹽酸在與氫氧化鋁沉淀反應，使沉淀慢慢減少，第一步0.1mol偏鋁酸鈉完全反應，NaAl(OH)₄+HCl==NaCl+H₂O+Al(OH)₃↓ ，消耗5mol/L的鹽酸溶液20ml，即0.1mol，生成氫氧化鋁0.1mol，質量為7.8g，又反應后得到沉淀3.9g，即第二步反應氫氧化鋁7.8g-3.9g=3.9g，設第二步消耗mL鹽酸：3HCl+Al(OH)₃=AlCl₃+3H₂O，
m×5       即：5m=1：3，m=30mL
一二步總消耗鹽酸50mL，故加入鹽酸的體積可能為10 mL和50 mL。