Question

【題目】物質的轉化關系如下圖所示（有的反應可能在水溶液中進行）。其中A是一種能使紅色石蕊試液變藍的氣體，甲為淡黃色固體化合物，乙為金屬單質，G為酸，乙在G的濃溶液中發生鈍化，用兩根玻璃棒分別蘸取化合物A、G的濃溶液并使它們接近，有大量白煙生成。請回答下列問題：

（1）寫出甲的電子式是___________；

（2）寫出反應Ⅰ的化學方程式__________；

（3）A溶于水得到溶液X，在25℃下，將a mol·L-1的X與b mol·L-1的G溶液等體積混合，溶液顯中性，則所得溶液中離子濃度由大到小的順序為______________；用含a和b的代數式表示出該混合溶液中X的電離平衡常數_______________________。

（4）工業上采用的一種污水處理方法是：保持污水的pH在5.0~6.0之間，通過如圖裝置處理污水。

① 電解池陽極發生了兩個電極反應，其中一個反應生成一種無色氣體，則陽極的電極反應式分別是：Ⅰ．___； Ⅱ．______。

② 為了使該燃料電池長時間穩定運行，電池的電解質組成應保持穩定，電池工作時必須有部分X物質參加循環，X物質的化學式是_______________________。

Answer 1

【答案】 4NH3+5O2 4NO+6H2O c(NO3—)=c(NH4+)＞c(OH—)= c(H+) Al—3e—= Al3+ 4OH- —4e-＝ 2H2O + O2↑ CO2

【解析】

A是一種能使紅色石蕊試液變藍的氣體，則A為NH3;甲為淡黃色固體化合物，應為Na2O2，用兩根玻璃棒分別蘸取化合物A、G的濃溶液并使它們接近，有大量白煙生成，說明A應為NH3，G為HNO3，則C為NO，B為H2O，E為NO2，乙在G的濃溶液中發生鈍化，應為Al，生成F為NaAlO2，根據物質的性質結合題目的要求可解答該題。

（1）由以上分析可知甲為淡黃色固體化合物，應為Na2O2，為離子化合物，電子式為，故答案為：；
（2）用兩根玻璃棒分別蘸取化合物A、G的濃溶液并使它們接近，有大量白煙生成，說明A應為NH3，G為HNO3,則B為H2O，E為NO2 ，C為NO，反應Ⅰ為氨氣的催化氧化反應，反應的化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O，故答案為：4NH3+5O24NO+6H2O；
（3）A為NH3，G為HNO3，溶液混合后存在電荷守恒：c（NO3-）+c（OH-）=c（NH4+）+c（H+），因為溶液顯中性，則c（OH-）=c（H+）、c（NO3-）=c（NH4+），中性溶液中c（OH-）、c（H+）較小，則c（NO3-）=c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）；反應后剩余n（NH3H2O）=（a-b）mol，n（NH4+）=n（NO3-）=bmol，c（OH-）=10-7mol/L，則k=== （假定混合后溶液的體積為V），故答案為：c（NO3-）=c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）； ；
（4）①電解池陽極為Al，發生了兩個電極反應，其中一個反應生成一種無色氣體，應生成O2，電極方程式分別為Al-3e-=Al3+、4OH--4e-=2H2O+O2↑，
故答案為：Al-3e-=Al3+；4OH--4e-=2H2O+O2↑；
②負極電極方程式為CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O，正極為2O2+4CO2+8e-=4CO32-，可循環利用的為CO2，故答案為：CO2。