题目

题型：不详难度：来源：

Ⅰ、铝、铁、碳元素的单质和化合物应用广泛，三种元素的单质及化合物均可以实现下列转化：

在上述每次转化时甲、乙、丙、丁四种物质中只有一种是单质，且四种物质中均含有组成该单质的元素，请回答：
（1）若丙是地壳中含量最多的金属元素的单质，丁易溶于水，溶液显碱性，则丙到丁的离子方程式是______．
（2）若乙是一种常见的温室气体，相同条件下，丙和丁的溶液都显碱性，且丙的溶液的碱性强于丁的溶液的碱性，乙到丙的离子方程式是______．
（3）若乙是有磁性的黑色晶体，在乙中加入稀硝酸后可得到丙，同时得到一种无色气体，该气体遇空气呈红棕色，该反应的化学方程式是______．
Ⅱ、（4）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K₂FeO₄+3Zn=Fe₂O₃+ZnO+2K₂ZnO₂该电池正极发生的反应的电极反应式为______．
用上述碱性锌电池和惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO₃溶液，电解池的总反应方程式为______，当电池消耗0.05molZn时，被电解溶液的pH为______（溶液体积变化忽略不计）；
（5）称取金属钠、铝、铁各mg，在室温下分别与VL4mol•L^-1的盐酸充分反应，试判断在下列两种情况下，V值的取值范围（用含m的表达式表示）：
①铝与盐酸反应放出的氢气最多：______：
②钠与盐酸反应放出的氢气最多：______．

答案

Ⅰ、（1）若丙是地壳中含量最多的金属元素的单质，判断丙为Al，丁易溶于水，溶液显碱性，判断为铝和碱反应生成的偏铝酸钠溶液，则甲为Al（OH）₃，乙为Al₂O₃；丙和丁反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）若乙是一种常见的温室气体，判断为CO₂，相同条件下，丙和丁的溶液都显碱性，且丙的溶液的碱性强于丁的溶液的碱性，推断为丙为Na₂CO₃，丁为NaHCO₃，乙到丙的离子方程式是二氧化碳和氢氧化钠反应，离子反应为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
故答案为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（3）若乙是有磁性的黑色晶体，判断为Fe₃O₄，在乙中加入稀硝酸后，硝酸氧化亚铁离子为铁离子，可得到丙硝酸铁，同时得到一种无色气体NO，该气体遇空气呈红棕色NO₂，该反应的化学方程式是：3Fe₃O₄+28HNO₃（稀）=9Fe（NO₃）₃+NO↑+14H₂O，
故答案为：3Fe₃O₄+28HNO₃（稀）=9Fe（NO₃）₃+NO↑+14H₂O；
Ⅱ、（3）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K₂FeO₄+3Zn=Fe₂O₃+ZnO+2K₂ZnO₂该电池正极发生的反应的电极反应式依据高铁酸钾得到电子发生还原反应生成三氧化二铁写出，电荷守恒依据氢氧根离子配平得到正极电极反应为：2FeO₄^2-+6e^-+5H₂O=Fe₂O₃+10OH^-；用上述碱性锌电池和惰性电极电解1000mL1mol/L的AgNO₃溶液，电解池的总反应方程式为：4AgNO₃+2H₂O

通电 .

4Ag+O₂↑+4HNO₃，当电池消耗0.05molZn时电子转移为0.1mol，则依据化学方程式计算，转移4mol电子生成4mol氢离子，所以转移0.1mol电子生成氢离子物质的量为0.1mol，氢离子浓度为0.1mol/L，溶液pH=1，
故答案为：2FeO₄^2-+6e^-+5H₂O=Fe₂O₃+10OH^-；4AgNO₃+2H₂O

通电 .

4Ag+O₂↑+4HNO₃；1；
（5）称取金属钠、铝、铁各m g，在室温下分别与V L 4mol•L^-1的盐酸充分反应，试判断在下列两种情况下，V值的取值范围依据金属与盐酸反应的定量关系分析判断，假设金属全部反应时的定量关系为；
2Na～2HCl～H₂

m

23

m

23

m

46

Fe～2HCl～H₂

m

56

m

28

m

56

2Al～6HCl～3H₂

m

27

m

9

m

18

依据定量分析可知，
①铝与盐酸反应放出的氢气最多时，盐酸对钠过量，相对于铝恰好反应或不足，消耗的盐酸满足4V＞

m

23

，V＞

m

92

，故答案为：V＞

m

92

；
②钠与盐酸反应放出的氢气最多时，金属对盐酸都过量，依据钠计算需要的盐酸体积，4V＜

m

23

，V＜

m

92

，故答案为：0＜V＜

m

92

．