Question

已知D、H是常见的非金属单质，其中H是黄绿色气体．J是一种金属单质，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定．D、J元素在周期表中同主族，D是形成化合物种类最多的元素．A、C是金属氧化物，C和J均是某种常见电池的电极材料，B与C反应时，每生成1mol H同时消耗4mol B和1mol C．它们之间的关系如图：
（1）写出物质A的化学式

Fe₃O₄

．
（2）写出反应②的化学方程式

PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O

．
（3）由金属氧化物A和C得到其相应的金属单质，在冶金工业上一般可用

②

方法（填序号）．
①热分解法      ②热还原法       ③电解法
其中从A得到其相应金属也可以用铝热法，若反应中lmolA参加反应，转移电子的物质的量为

8

mol．
（4）用C、J作电极，与硫酸构成如图所示电池，工作时电池发生的总反应式为

Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O

，当反应转移1mol电子时，溶液中消耗H⁺的物质的量为

2

mol．
（5）向框图中的红褐色透明液体K中逐滴滴入HCl溶液．可以观察到先产生红褐色沉淀，后红褐色沉淀溶解，请解释原因

开始加盐酸时，氢氧化铁胶体遇电解质发生聚沉，再继续滴加则氢氧化铁沉淀与盐酸发生酸碱中和反应，沉淀溶解

Answer 1

分析：H是黄绿色气体，为Cl₂，D是形成化合物种类最多的元素，所以D是碳，D、J元素在周期表中同主族，J是一种金属单质，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定，所以J是Pb，C+D→Pb+CO₂，C是金属氧化物，所以C是PbO₂，PbO+B→Cl₂+G+I，B与C反应时，每生成1mol H同时消耗4mol B和1molC，根据得失电子守恒知，B是HCl，A是金属氧化物，A+盐酸→E+F+G，E和氯气反应生成F，所以A中金属元素是变价元素，为铁元素，A是四氧化三铁，E是氯化亚铁，F是氯化铁，G是水，I是
PbCl₂，氯化铁溶液煮沸得氢氧化铁胶体K．

解答：解：H是黄绿色气体，为Cl₂，D是形成化合物种类最多的元素，所以D是碳，D、J元素在周期表中同主族，J是一种金属单质，J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定，所以J是Pb，C+D→Pb+CO₂，C是金属氧化物，所以C是PbO，PbO+B→Cl₂+G+I，B与C反应时，每生成1mol H同时消耗4mol B和1mol C，根据得失电子守恒知，B是HCl，A是金属氧化物，A+盐酸→E+F+G，E和氯气反应生成F，所以A中金属元素是变价元素，为铁元素，A是四氧化三铁，E是氯化亚铁，F是氯化铁，G是水，I是PbCl₂，氯化铁溶液煮沸得氢氧化铁胶体K．
（1）通过以上分析知，A是Fe₃O₄，故答案为：Fe₃O₄；
（2）二氧化铅和盐酸反应生成氯化铅、氯气和水，反应方程式为：PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（3）铁和铅属于较活泼金属，采用热还原法冶炼，故选②；
设转移电子的物质的量是x．
3Fe₃O₄+8Al

高温  .

9Fe+4Al₂O₃转移电子
3mol                     24mol
1mol                      x
x=8mol
故答案为：②；8；
（4）用C、J作电极，与硫酸构成的原电池中，铅失电子，二氧化铅得电子，与硫酸反应生成硫酸铅和水，反应方程式为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，
设消耗硫酸的物质的量是y．
Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O转移电子
        2mol             2mol
         y               1mol
y=1mol，1mol硫酸中氢离子的物质的量是2mol，
故答案为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O；2；
（5）向胶体中滴加电解质溶液会产生聚沉现象，氢氧化铁又能和盐酸反应生成可溶性盐，所以沉淀会溶解，
故答案为：开始加盐酸时，氢氧化铁胶体遇电解质发生聚沉，再继续滴加则氢氧化铁沉淀与盐酸发生酸碱中和反应，沉淀溶解．

点评：本题考查元素化合物的特性和反应，用框图设问可以考查学生正向思维、逆向思维、发散和收敛思维，能根据题眼正确判断化合物是解本题的关键，注意四氧化三铁中铁元素的化合价有+2价、+3价，否则会导致四氧化三铁和铝的铝热反应配平产生错误，为易错点．