题目

题型：不详难度：来源：

物质的转化关系如图所示(有的反应可能在水溶液中进行)。其中甲为淡黄色固体化合物,乙为金属单质,G为酸,乙在G的浓溶液中发生钝化,用两根玻璃棒分别蘸取化合物A、G的浓溶液并使它们接近,有大量白烟生成。请回答下列问题:

(1)写出甲的电子式:                   。
(2)写出反应Ⅰ的化学方程式:                            。
(3)A溶于水得到溶液X,在25 ℃下,将a mol·L^-1的X与b mol·L^-1的G溶液等体积混合,溶液显中性,则所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为                              ,
用含a和b的代数式表示出该混合溶液中X的电离平衡常数       。
(4)工业上采用的一种污水处理方法是:保持污水的pH在5.0～6.0之间,通过如图装置处理污水。

①电解池阳极发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是:Ⅰ.                           ;Ⅱ.                         。
②为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分Y物质参加循环(见上图)。Y物质的化学式是             。

答案

(1)Na⁺]^2-Na⁺
(2)4NH₃+5O₂4NO+6H₂O
(3)c(NO₃^-)=c(NH₄⁺)＞c(OH^-)=c(H⁺)  K=
(4)①Al-3e^-=Al³⁺  4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑ ②CO₂

解析

(1)甲为淡黄色固体化合物且能与水反应,应为Na₂O₂。乙为金属单质且在酸G的浓溶液中发生钝化,G为H₂SO₄或HNO₃, G的浓溶液与A的浓溶液接近能产生白烟,说明G具有挥发性,故G为HNO₃,A为NH₃;NH₃与O₂反应生成NO和H₂O,再结合B能与甲(Na₂O₂)反应,故B为H₂O,C为NO,E为NO₂。根据Na₂O₂与H₂O的反应,可知D为NaOH,乙能与NaOH溶液反应,应为Al。
(2)A为NH₃,反应Ⅰ的化学方程式:4NH₃+5O₂4NO+6H₂O。
(3)A溶于水得到一水合氨,与HNO₃反应,根据溶液显中性,则有c(OH^-)=c(H⁺),结合电中性,可知c(NO₃^-)=c(NH₄⁺)= mol·L^-1。电离平衡常数K=,c(OH^-)=10^-7mol·L^-1、
c(NH₃·H₂O)=mol·L^-1,故K=。
(4)①在甲烷燃料电池中,通入空气的电极为正极,与之相连的电极为阳极,故单质乙(Al)本身被氧化为Al³⁺;结合“一个反应生成一种无色气体”可知溶液中的OH^-被氧化为O₂。 ②甲烷燃料电池中CH₄在负极被氧化为CO₂,故循环的Y物质应为CO₂。