Question

下图是中学化学某些物质之间在一定条件下的相互转化关系，已知A是一种常见的液态化合物, C、D、G、H、K是单质，其它为化合物，G、K是普通钢中的两种重要元素，其中K含量少，E、F对应溶液的酸碱性相反，F的焰色反应为黄色，请按要求作答：

（1）写出化合物J的电子式：_______________。

（2）G³⁺比G²⁺的稳定性的原因         ，组成D、H、K三种元素的第一电离能由大到小的顺序为      （写元素符号）。A分子中心原子的杂化方式为      ，A可与Cu²⁺形成天蓝色的物质，画出该离子的结构示意图                ，写出一种与化合物I 为等电子体关系的阴离子         

（3）B与足量稀硝酸反应，当参加反应的硝酸为4mol，转移电子的物质的量为 _________mol（保留2位有效数字）。

（4）已知在200℃，101Kpa下，0.12g单质K与A完全反应生成C与I，吸收了1316 J的能量，写出此反应的热化学方程式：_________________________。

（5）①以Pt为电极，由I、D以及F的溶液组成原电池，则负极的电极反应为：___________。

②若用此电池电解300mL 5mol／L的氯化钠溶液一段时间，两极均收集到标准状况下3.36L气体，此时溶液的pH为_________（假设电解前后溶液体积不变化）。

③若往该电解后所得溶液中通入二氧化碳气体4.48L（标准状况），此时溶液中所有离子浓度的关系由大到小的顺序为：_______________________

 

Answer 1

【答案】

（16分）

(1)   

(2)  Fe³⁺  的3d轨道半充满，更稳定 

 F>O>C         SP³        CN ^–或 C₂^2-     略（以上各1分）

(3)0.43 （2分）

(4)C(s)+ H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)  ∆H=+131.6kJ/mol（（2分）     

(5) ①CO  --  2e^－ ＋4OH^－ = CO₃^2-＋2H₂O　（2分）     ②14  （2分） 

③c(Na^＋)＞c (Cl^－)＞c(HCO₃^—) ＞c(CO₃^2—)＞c(OH^－)＞c(H^＋) （2分） (漏写离子不给分)

【解析】

试题分析：A是一种常见的液态化合物，为H₂O，G、K是普通钢中的两种重要元素，其中K含量少，则G为Fe，K为C，根据框图可知B为Fe₃O₄，C为H₂，I为CO，E、F对应溶液的酸碱性相反，F的焰色反应为黄色，则J为Na₂O₂，F为NaOH，D为O₂，H为F₂，E为HF。

（1）J为Na₂O₂，O原子间形成共价键，Na⁺与O₂²‾形成离子键，继而可写出电子式。

（2）G³⁺为Fe³⁺，价电子排布为3d⁵，G²⁺为Fe²⁺，价电子排布为3d⁶，Fe³⁺  的3d轨道半充满，更稳定；

（3）组成元素分别为：O、F、C，同周期主族元素，随原子序数增大，电负性逐渐增大，所以F>O>C；A分子为H₂O，中心原子O原子的杂化方式为SP³；原子总数和价电子总数相等的分子或离子为等电子体，所以CO的等电子体有CN ^–或 C₂^2-。

（4）首先写出化学方程式并注明状态，然后求出∆H=+131.6kJ•mol‾¹，可写出热化学方程式。

（5）①以Pt为电极，由CO、O₂以及NaOH 的溶液组成原电池，负极上CO失电子，反应为：CO+4OH‾—2e‾=CO₃²‾+2H₂O。

②电解NaCl溶液：2Cl‾+2H₂O 2OH‾+Cl₂↑+H₂↑，Cl₂或H₂的体积为标准状况下3.36L，为0.15mol，则可得OH‾浓度为0.3mol，c(OH‾)=0.3mol÷0.3L=1mol/mol，则pH=14。

③0.3mol NaOH与0.2mol CO₂ 反应：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，CO₂+NaOH=NaHCO₃，生成0.1mol Na₂CO₃和0.1mol NaHCO₃，CO₃²‾的水解程度大于HCO₃‾的水解程度，所以c(Na^＋)＞c (Cl^－)＞c(HCO₃^—) ＞c(CO₃^2—)＞c(OH^－)＞c(H^＋)。

考点：本题考查物质的推断、电子式、电子排布、杂化方式、热化学方程式的书写、电极方程式、离子浓度比较、pH的计算。