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18.A是单质,D是A单质所含元素的最高价氧化物的水化物,甲、乙、丙、丁四种化合物间除甲与丁、丙与乙外,两两均能发生中和反应.已知有如图转化关系(部分产物和反应条件已略去):

试回答:
(l)写出B在工业生产中的一种用途:工业上制备Al(或作耐火材料),用化学方程式表示A物质在工业生产中的一种用途:2Al+Fe3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlO2-+2Fe.
(2)写出B转化为C的可能的离子方程式Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;Al2O3+2OH-=AlO2-+H2O.
(3)若C的溶液显酸性,用离子方程式表示其净水的原理Al3++3H2O?Al(OH)3(胶体)+3H+
(4)若C为钠盐,用含m mol C的溶液与1Lnmol/L的盐酸充分反应,已知$\frac{m}{n}$=$\frac{1}{2}$,则生成D的物质的量为$\frac{4m-n}{3}$mol.

分析 A是单质,与氧气反应生成B为氧化物,甲、乙、丙、丁四种化合物间除甲与丁、丙与乙外,两两均能发生中和反应,为酸与碱的反应,甲与丁为同类物质,丙与乙为同类物质,氧化物B能与酸或碱反应生成C,D是A单质所含元素的最高价氧化物的水化物,结合转化关系,可推知B为Al2O3,则A为Al、C为Al(OH)3
(1)氧化铝可以制备Al(或作耐火材料)等;
(2)B转化生成C为氧化铝与强碱或强酸的反应;
(3)若C的溶液显酸性,则C为铝盐,溶液中铝离子水解生成氢氧化铝胶体,可以净水;
(4)若C为钠盐,则甲为NaOH,C为NaAlO2,根据 AlO2-+H2O+H+=Al(OH)3↓、Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O计算生成氢氧化铝的物质的量.

解答 解:A是单质,与氧气反应生成B为氧化物,甲、乙、丙、丁四种化合物间除甲与丁、丙与乙外,两两均能发生中和反应,为酸与碱的反应,甲与丁为同类物质,丙与乙为同类物质,氧化物B能与酸或碱反应生成C,D是A单质所含元素的最高价氧化物的水化物,结合转化关系,可推知B为Al2O3,则A为Al、C为Al(OH)3,则:
(1)Al2O3在工业上制备Al(或作耐火材料),A物质在工业生产中的一种用途是铝热反应.可以利用放出的热量焊接钢轨,反应的化学方程式为:2Al+Fe3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlO2-+2Fe,
故答案为:工业上制备Al(或作耐火材料); 2Al+Fe3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlO2-+2Fe;
(2)B转化生成C为氧化铝与强碱或强酸的反应,反应离子方程式为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 或Al2O3+2OH-=AlO2-+H2O,
故答案为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 或Al2O3+2OH-=AlO2-+H2O;
(3)若C的溶液显酸性,则C为铝盐,溶液中铝离子水解Al3++3H2O?Al(OH)3(胶体)+3H+,生成氢氧化铝胶体,可以净水,
故答案为:Al3++3H2O?Al(OH)3(胶体)+3H+
(4)若C为钠盐,则甲为NaOH,C为NaAlO2,1L n mol•L-1的盐酸中n(HCl)=n mol,由于n(NaAlO2):n(HCl)=1:2,故按AlO2-+H2O+H+=Al(OH)3↓反应,盐酸有剩余,能部分溶解氢氧化铝,则:
AlO2-+H2O+H+=Al(OH)3
m mol      m mol     m mol
剩余n(H+)=n mol-m mol=(n-m)mol
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
$\frac{n-m}{3}$mol (n-m)mol
故得到氢氧化铝沉淀为:m mol-$\frac{n-m}{3}$mol=$\frac{4m-n}{3}$mol,
故答案为:$\frac{4m-n}{3}$;

点评 本题考查无机物推断、盐类水解、根据方程式计算、原电池等,B是氧化物且能与酸、碱反应是推断突破口,题目难度中等.

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