Question

13．A、B、C、D均为中学化学中常见的单质或化合物，它们之间的关系如图1所示（部分产物略去）．
（1）若A为非金属单质，D是空气的主要成分之一．它们之间转化时能量变化如图2，请写出反应A+D→C的热化学方程式：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.6kJ•mol^-1
（2）若A为金属单质，D是某强酸的溶液，则反应C+D→B的离子方程式是3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O
（3）若A、B为盐，D是强碱，A的水溶液显酸性，B的水溶液显碱性．
①C的化学式为Al（OH）₃
②反应B+A→C的离子方程式为Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．
（4）若A为强碱，D为气态氧化物．常温时将B的水溶液露置于空气中，其pH随时间t变化可能如图1中的a或图 b所示（不考虑D的溶解和水的挥发）．
①若图a符合事实，则D为CO₂（填化学式），此图a中x＞7（填“＞”“＜”或“=”）．
②若图b符合事实，则其pH变化的原因是2HSO₃^-+O₂═2H⁺+2SO₄^2-（用离子方程式表示）；已知图b中y＜7，B的焰色反应为黄色，则B溶液中各离子的浓度由大到小的顺序是c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）

Answer 1

分析 （1）A为非金属单质，D是空气的主要成分之一，则A为C，D为O₂，C为CO，由图可知，1molA和D反应生成C放出热量为393.5kJ-282.9kJ=110.6kJ；
（2）A为金属单质，D是某强酸的稀溶液，由图可知，A为Fe，C为硝酸亚铁，B为硝酸铁，D为硝酸；
（3）A、B为盐，D为强碱，A的水溶液显酸性，则A可为AlCl₃，D可为NaOH，C为Al（OH）₃，B为NaAlO₂；
（4）A为强碱，D为气态氧化物，由转化图可知，A可为NaOH，D为CO₂或SO₂，B为NaHCO₃或NaHSO₃，常温时将B的水溶液露置于空气中，若为b，则碳酸氢钠符合，若为c则亚硫酸氢钠符合．

解答 解：（1）A为非金属单质，D是空气的主要成分之一，则A为C，D为O₂，C为CO，由图可知，1molA和D反应生成C放出热量为393.5kJ-282.9kJ=110.6kJ，则A+D→C的热化学方程式C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.6 kJ•mol^-1，
故答案为：C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.6 kJ•mol^-1．
（2）A为金属单质，D是某强酸的稀溶液，由图可知，A为Fe，C为硝酸亚铁，B为硝酸铁，D为硝酸，则反应C+D→B的离子方程式为3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案为：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）A、B为盐，D为强碱，A的水溶液显酸性，则A可为AlCl₃，D可为NaOH，C为Al（OH）₃，B为NaAlO₂，
①由上述分析可知，C为Al（OH）₃，
故答案为：Al（OH）₃；
②反应B+A→C的离子方程式为Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案为：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（4）A为强碱，D为气态氧化物，由转化图可知，A可为NaOH，D为CO₂或SO₂，B为NaHCO₃或NaHSO₃，常温时将B的水溶液露置于空气中，若为b，则碳酸氢钠符合，若为c则亚硫酸氢钠符合，
①若图b符合事实，则D为CO₂，因碳酸氢钠水解显碱性，则图b中x＞7，
故答案为：CO₂；＞；
②若图c符合事实，亚硫酸氢钠易被氧化生成硫酸氢钠，酸性增强，离子反应为2HSO₃^-+O₂═2H⁺+2SO₄^2-，已知图b中y＜7，B的焰色反应为黄色，则B为NaHSO₃，溶液呈酸性，HSO₃^-电离大于水解程度，溶液离子浓度大小顺序为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案为：2HSO₃^-+O₂═2H⁺+2SO₄^2-；c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

点评 本题考查无机物的推断，为高频考点，综合考查元素化合物性质及化学反应原理，侧重分析能力及推断能力的考查，涉及Fe、Al及其化合物转化和非金属及化合物的转化，把握与量有关的反应及氢氧化铝两性等即可解答，题目难度中等．