Question

有一晶体X，可发生如下的转化关系（部分反应物、生成物从略）．其中B、D、E、F均为无色气体，W、K为常见的金属单质，C为难溶于水的红褐色固体．在混合液中加入BaCl₂溶液可生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，H和W反应可放出大量的热（如图）．

（1）将X溶于水后，溶液中各离子浓度的大小顺序是

 

．
（2）I转化为G的反应中，当有2molG生成时，转移的电子数为

 

．
（3）引发H和W反应的操作是

 

．
（4）对混合液电解时的阳极反应式为

 

．工业上金属W也可用电解法制备，电解时的阴极反应式为

 

．
（5）将一定量的B和D放入容积为1L的密闭容器中，发生反应，在一定温度下，反应达到平衡．
①该平衡常数的表达式为

 

．若平衡时两种反应物的转化率相等，则起始投料时n（B）：n（D）=

 

．
②反应达平衡后，保持其它条件不变，缩小容器的容积，则B的转化率

 

，体积分数

 

，浓度

 

（均填“减小”、“增大”或“不变”）．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：C为难溶于水的红褐色固体，则C为Fe（OH）₃，A为Fe（OH）₂，X中含有亚铁离子，H为Fe₂O₃，W、K为常见的金属单质，H和W反应可放出大量的热，为铝热反应，则W为Al，K为Fe，J为Al₂O₃，B、D、E、F均为无色气体，F能和D反应生成I，可推知该过程是连续被氧化的过程，则D是O₂，B是无色气体，且是X和碱反应生成的气体，能被氧气氧化，则B是NH₃，F是NO，I为NO₂，G为HNO₃，E是气体，为电解时产生的气体，为H₂，根据以上分析知，X中含有亚铁离子和铵根离子，在混合液中加入BaCl₂溶液可生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，说明混合溶液中含有硫酸根离子，则X为（NH₄）₂Fe（SO₄）₂结合对应物质的性质以及题目要求解答该题．

解答： 解：C为难溶于水的红褐色固体，则C为Fe（OH）₃，A为Fe（OH）₂，X中含有亚铁离子，H为Fe₂O₃，W、K为常见的金属单质，H和W反应可放出大量的热，为铝热反应，则W为Al，K为Fe，J为Al₂O₃，B、D、E、F均为无色气体，F能和D反应生成I，可推知该过程是连续被氧化的过程，则D是O₂，B是无色气体，且是X和碱反应生成的气体，能被氧气氧化，则B是NH₃，F是NO，I为NO₂，G为HNO₃，E是气体，为电解时产生的气体，为H₂，根据以上分析知，X中含有亚铁离子和铵根离子，在混合液中加入BaCl₂溶液可生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，说明混合溶液中含有硫酸根离子，则X为（NH₄）₂Fe（SO₄）₂结合对应物质的性质以及题目要求解答该题．
（1）X为（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ ，将X溶于水后，铵根离子、亚铁离子水解，溶液呈酸性，溶液中各离子浓度的大小顺序是c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Fe²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
故答案为：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Fe²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）I为NO₂转化为G为HNO₃的反应是，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，当有2mol HNO₃生成时，转移的电子数为2N_A；
故答案为：2N_A；
（3）H和W反应为铝和氧化铁高温加热反应生成氧化铝和铁，反应的方程式为2Al+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+Al₂O₃，引发铝热反应的操作是在混合物的上方铺上少量KClO₃，插上镁条并点燃；
故答案为：在混合物的上方铺上少量KClO₃，插上镁条并点燃；
（4）分析反应可知，混合溶液为NaOH、Na₂SO₄溶液，对混合液电解时的阳极反应式为溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；工业上金属W为Al可用电解熔融氧化铝制备，电解时的阴极反应式为：Al³⁺+3e^-=Al；
故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；Al³⁺+3e^-=Al；
（5）将一定量的B和D放入容积为1L的密闭容器中，发生反应为4NH₃+5O₂

催化剂 .

△

4NO+6H₂O
①该反应的平衡常数表达式为：K=

c4(NO)c6(H2O)

c4(NH3)c5(O2)

，若平衡时两种反应物的转化率相等，消耗量为4：5，则起始投料时n（NH₃）：n（O₂）=4：5；
故答案为：

c4(NO)c6(H2O)

c4(NH3)c5(O2)

；4：5；
②反应达平衡后，保持其它条件不变，缩小容器的容积，增大压强，平衡向气体体积减小的方向进行，平衡逆向进行，B为O₂的转化率减小，体积分数增大，浓度增大；
故答案为：减小；增大；增大．

点评：本题考查了物质转化关系分析推断，物质性质和反应现象分析判断应用，掌握物质性质和特征反应是解题关键，题目难度中等．