题目

题型：不详难度：来源：

（15分） A、B、C、D都是中学化学常见的物质，其中A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下相互转化的关系如图所示。

请回答下列问题：
（1）若D为用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液没有得到B的盐，则B的化学式可能为          。（写出一种即可）
（2）若通常情况下A、B、C、D都是气体，且B和D为空气的主要成分，则A的电子式为            ，B的结构式为             。
（3）若D为氯碱工业的重要产品，反应（III）的离子方程式为                。
（4）若A、B、C的溶液均显碱性，C为焙制糕点的发酵粉的主要成分之一，也可作为医疗上治疗胃酸过多症的药剂。
①25℃时，pH均为10的A、B两溶液中，由水电离出的氢氧根离子浓度之比为        。
②25℃时，0．1mol·L^-1的A、B、C三种溶液，分别用水稀释不同的倍数后，溶液的pH相同，则稀释后溶液的物质的量浓度最大的是           溶液（填溶质的化学式）。
③将等物质的量的B和C溶于水形成混合溶液，溶液中各种离子浓度由大到小顺序为                                                       。

答案

（15分）（1）FeCl₃或Fe(NO₃) ₃（2分，写出一种即可）
（2）   （2分）；N≡N（2分）
（3）Al³⁺＋3AlO₂^-＋6H₂O＝4Al(OH)₃↓ 或Al³⁺＋3Al(OH)₄^-＝4Al(OH)₃↓（3分）
（4）①10^-6:1或1:10⁶（2分）　② NaHCO₃（2分）
③c(Na⁺ )>c(HCO₃^-)>c(CO₃^2-)>c(OH^-)>c(H⁺)（2分）

解析

（1）用量最大、用途最广的金属单质是铁，铁是变价金属，而铁盐在溶液中易水解，加热进一步促进水解，若相应的酸是挥发性的酸时就得不到该盐，所以B的化学式可能是FeCl₃或Fe(NO₃) ₃。
（2）空气的主要成分是氧气和氮气，根据转换图可知D应是氧气，B应是氮气，C是NO，NO和A反应又生成氮气，反应是氧化还原反应，所以A中氮原子的化合价要低于0价，在常见气体是氨气，所以A是氨气，其电子式为。氮气中含有3对共用电子对，其结构式为N≡N。
（3）D为氯碱工业的重要产品，则D是氢氧化钠。又因为A、B、C均含有同一种元素，因此符合这种转化的铝的化合物之间的反应，即A是铝盐，B是氢氧化铝，C是NaAlO₂. 反应（III）的离子方程式为Al³⁺＋3AlO₂^-＋6H₂O＝4Al(OH)₃↓。
（4）根据C的用途可知C是NaHCO₃。A、B、C的溶液均显碱性，所以符合转化关系的应是A为氢氧化钠、B是碳酸钠，C是NaHCO₃。氢氧化钠是强碱抑制水的电离，碳酸钠水解促进水的电离，pH均为10的A、B两溶液中，由水电离出的氢氧根离子浓度分别为10^－10和10^－4。故二者的浓度之比1:10⁶。因为NaHCO₃的水解程度小于碳酸钠的，而氢氧化钠属于强碱，所以当pH相同时，NaHCO₃的浓度最大。同样分析可知碳酸钠和碳酸氢钠等物质的量混合溶于水后溶液中各种离子浓度由大到小顺序为
c(Na⁺ )>c(HCO₃^-)>c(CO₃^2-)>c(OH^-)>c(H⁺)。