Question

有一化合物X，其水溶液為淺綠色，可發生如下的轉化關系（部分反應物、生成物已略）．其中，B、D、E、F均為無色氣體，M、L為日常生活中常見的兩種金屬單質，其中L的組成元素的原子序數是M的組成元素的原子序數的2倍，H和M反應可放出大量的熱．在混合液中加入BaCl₂溶液可生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀．

請回答下列問題：
（1）化合物B的電子式為

，H和M反應的一個應用

焊接鋼軌

．
（2）若L的組成元素的原子最外層有2個電子，寫出L的組成元素的原子結構示意圖

．
（3）物質X的水溶液中各離子濃度的大小順序是

c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Fe²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）

．
（4）簡述A到C的實驗現象

白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色

．
（5）①寫出D與F反應生成G的化學方程式

4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃

．
②寫出X與過量的NaOH溶液反應的離子方程式

2NH₄⁺+Fe²⁺+4OH^-═Fe（OH）₂+2NH₃+2H₂O

．
（6）已知a   g   E氣體在D中完全燃燒生成穩定的化合物時，放出bKJ的熱量，寫出E燃燒熱的熱化學方程式

H₂（g）+2Fe₂O₃+8SO₂O₂（g）═H₂O（1）△H=-

2b

a

kJ/mol

．

Answer 1

分析：有一化合物X，其水溶液為淺綠色，說明X含有亞鐵離子，M、L為日常生活中常見的兩種金屬單質，其中L的組成元素的原子序數是M的組成元素的原子序數的2倍，所以L是鐵，M是鋁，H和M發生鋁熱反應，根據元素守恒知，H是氧化鐵，J是氧化鋁，亞鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化鐵沉淀，氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，加熱時，氫氧化鐵分解生成氧化鐵，所以A是氫氧化亞鐵，B是氫氧化鐵；
在混合液中加入BaCl₂溶液可生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀，說明混合溶液中含有硫酸根離子，混合溶液中還含有鈉離子，所以電解混合溶液時，陰陽極上分別生成氫氣、氧氣，無色氣體B和無色氣體D生成無色氣體F，且F能和D反應，則D是氧氣，E是氫氣，加熱時，X能和氫氧化鈉溶液反應生成氣體，則X中含有銨根離子，所以B是氨氣，則F是一氧化氮，一氧化氮、氧氣和水反應生成硝酸G．

解答：解：有一化合物X，其水溶液為淺綠色，說明X含有亞鐵離子，M、L為日常生活中常見的兩種金屬單質，其中L的組成元素的原子序數是M的組成元素的原子序數的2倍，所以L是鐵，M是鋁，H和M發生鋁熱反應，根據元素守恒知，H是氧化鐵，J是氧化鋁，亞鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化鐵沉淀，氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，加熱時，氫氧化鐵分解生成氧化鐵，所以A是氫氧化亞鐵，B是氫氧化鐵；
在混合液中加入BaCl₂溶液可生成不溶于稀鹽酸的白色沉淀，說明混合溶液中含有硫酸根離子，混合溶液中還含有鈉離子，所以電解混合溶液時，陰陽極上分別生成氫氣、氧氣，無色氣體B和無色氣體D生成無色氣體F，且F能和D反應，則D是氧氣，E是氫氣，加熱時，X能和氫氧化鈉溶液反應生成氣體，則X中含有銨根離子，所以B是氨氣，則F是一氧化氮，一氧化氮、氧氣和水反應生成硝酸G．
（1）通過以上分析知，B是氨氣，其電子式為：，H和M反應生成鐵和氧化鋁，且可放出大量的熱，從而能焊接鋼軌，故答案為：；焊接鋼軌；
（2）通過以上分析知，L是鐵元素，L的組成元素的原子最外層有2個電子，根據核外電子排布規則知，第一電子層上排2個電子，第二電子層上排8個電子，第三電子層上排14個電子，最外電子層上排2個電子，所以鐵元素的原子結構示意圖為：，故答案為：；
（3）通過以上分析知，X的溶液中含有的離子是亞鐵離子、銨根離子、硫酸根離子，根據電荷守恒知，化合物X中亞鐵離子、銨根離子和硫酸根離子的個數比為1：2：2，X溶于水后，亞鐵離子和銨根離子水解，但水解較微弱，硫酸根離子不水解，所以溶液呈酸性，即c（H⁺）＞c（OH^-），所以離子濃度大小順序是c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Fe²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案為：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Fe²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）亞鐵離子和氫氧根離子反應生成白色的氫氧化亞鐵沉淀，會迅速變成灰綠色沉淀，氫氧化亞鐵不穩定，易被氧氣氧化生成紅褐色沉淀氫氧化鐵，所以看到的現象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，
故答案為：白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；
（5）一氧化氮不穩定，易被氧氣氧化生成二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，所以一氧化氮、氧氣和水反應方程式為：4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃，銨根離子和氫氧根離子反應生成氨氣和水，亞鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化鐵，所以發生的離子反應方程式為：2NH₄⁺+Fe²⁺+4OH^-═Fe（OH）₂+2NH₃+2H₂O，
故答案為：4NO+3O₂+2H₂O═4HNO₃；2NH₄⁺+Fe²⁺+4OH^-═Fe（OH）₂+2NH₃+2H₂O；
（6）agE的物質的量=

a

2

mol，

a

2

molE完全燃燒放出bKJ的熱量，則1molE完全燃燒放出

2b

a

kJ熱量，所以其E燃燒熱的熱化學方程式為：H₂（g）+2Fe₂O₃+8SO₂O₂（g）═H₂O（1）△H=-

2b

a

kJ/mol，
故答案為：H₂（g）+2Fe₂O₃+8SO₂O₂（g）═H₂O（1）△H=-

2b

a

kJ/mol．

點評：本題考查了元素化合物的推斷，涉及的知識點有電子式的書寫、離子方程式的書寫、熱化學反應方程式的書寫等，注意：書寫可燃物的燃燒熱化學反應方程式時，可燃物的計量數必須是1，且必須是生成穩定氧化物，為易錯點．