Question

A、J是日常生活中常见的两种金属，这两种金属和NaOH组成原电池，A作负极；F常温下是气体，各物质有以下的转化关系（部分产物及条件略去）．

请回答以下问题：
（1）写出原电池的负极反应方程式______．
（2）常温时pH=12的C溶液中，溶质的阳离子与溶质的阴离子浓度之差为______（写出计算式）；相同条件下，等浓度的C溶液与CH₃COONa溶液中，C的阴离子与CH₃COO^-浓度的大小关系：前者______后者（用“＞”、“＜”或“=”表示）．
（3）金属A的氯化物沸点较低，又易升华，能否电解这种熔融氯化物来生产A？______．原因是______．
（4）写出A→J反应的化学方程式______．


（5）由J制备的J（C₅H₅）₂的结构如图1，其中氢原子的化学环境完全相同．但早期人们却错误地认为它的结构为：．核磁共振法能够区分这两种结构．在核磁共振氢谱中，正确的结构有______
种峰，错误的结构有______种峰．
（6）含A元素的某盐X常做净水剂，X做焰色反应时，透过钴玻璃观察火焰呈紫色．500mLX的溶液与Ba（OH）₂反应生成沉淀的质量
与加入Ba（OH）₂物质的量的关系如图2：请回答：X晶体的俗名为______；其溶液的物质量浓度为______mol/L．

Answer 1

解：：（1）题中H→A为工业冶炼金属铝，A→J为铝热反应，为推断题的突破口，依次可知C→E→H→A→J的转化是中学化学中常见反应，为AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe之间的转化，该原电池是铝做负极，铁做正极，电解质溶液为NaOH，可以推知：A为Al，C为NaAlO，E为Al（OH）₃，H为Al₂O₃，J为Fe，M为FeS，原电池中，Al做负极被氧化，在碱性溶液中生成AlO₂^-，电极反应式为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C为NaAlO₂，根据溶液呈电中性，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；
故答案为：10^-2-10^-12 mol/L或c（OH^-）-c（H⁺）；
（3）金属A的氯化物为AlCl₃，为共价化合物在熔融状态下不导电，
故答案为：否；因为A的氯化物熔沸点低，据此判断它的晶体为分子晶体，在熔融态时不电离，不能被电解；
（4）反应A→J为铝热反应，反应为：Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃ 故答案为：Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃
（5）制备的J（C₅H₅）₂的结构如图1，其中氢原子的化学环境完全相同，核磁共振氢谱中峰值为1，结构为：结构中含有三种位置的氢原子，所以核磁共振氢谱中峰值为3；故答案为：1； 3
（6）含A元素的某盐X常做净水剂，X做焰色反应时，透过钴玻璃观察火焰呈紫色，说明盐中含有铝元素和钾元素，为明矾，俗称为明矾或白矾；
根据反应计算：
Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄
1mol 233g
n 233g
则n=1mol，根据SO₄^2-离子的守恒可知500mLKAl（SO₄）₂的溶液中含有溶质的物质的量为0.5mol，
故浓度为：=1mol/L，故答案为：明矾或白矾；1mol/L．
分析：（1）题中C→E→H→A→J的转化是中学化学中常见反应，H→A为工业冶炼金属铝，A→J为铝热反应，故应为AlO₂^-→Al（OH）₃→Al₂O₃→Al→Fe的反应，该原电池是铝做负极，铁做正极，电解质溶液为NaOH，负极上发生的反应为：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）溶液C为NaAlO₂，根据溶液呈电中性，即c（AlO₂^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），进行判断离子关系；
（3）根据AlCl₃为共价化合物在熔融状态下不导电进行分析；
（4）反应A→J为铝热反应，反应为：Fe₂O₃+2Al 2Fe+Al₂O₃；
（5）依据图1结构中氢原子的化学环境完全相同，错误结构分子结构中氢原子有三种不同的氢原子，核磁共振氢谱中有几种不同的氢原子会有几种峰值；
（6）含A元素的某盐X常做净水剂，X做焰色反应时，透过钴玻璃观察火焰呈紫色，说明盐中含有铝元素和钾元素，为明矾，根据图象判断反应的物质的量的关系，以此计算．
点评：本题考查元素化合物推断，同时考查电化学、晶体类型的判断、盐类的水解等知识，具有较高的综合度，本题具有一定的难度．