Question

A、B、C、D均為中學化學中常見的物質，它們之間的轉化關系如下圖（部分產物已略去）：

試回答：
（1）若D是具有氧化性的單質，則屬于短周期的主族金屬元素A為      （填元素符號）。
（2）若D是金屬單質，D在潮濕的空氣中易發生吸氧腐蝕，C溶液在保存時應加入酸和少量D防止其變質，若不加D則C溶液在空氣中變質的離子方程式為                    ；將D的氯化物的水溶液蒸干并灼燒產物是            。
（3）若A、B、C均為無機化合物，且均含地殼中含量最高的金屬元素E，在溶液中A和C反應生成B。請寫出B轉化為C的所有可能的離子方程式                      。
（4）將第（1）題推出的A單質與第（3）題E單質的混合物11.9g投入一定量的水中充分反應，A與E均沒有剩余，共收集到標準狀況下的氣體vL。向所得溶液中逐滴加入濃度為2mol?L^-1的H₂SO₄溶液，至100mL時白色沉淀達到最大量。則v=       。

Answer 1

（1）Na
（2）4Fe^2＋＋O₂+4H⁺＝4Fe^3＋+2H₂O；    Fe₂ O₃
（3）Al(OH)₃＋3H^＋＝Al^3＋＋3H₂O、Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O
（4）7.84L

試題分析：（1）常見有氧化性的單質為O₂、Cl₂，A為短周期金屬元素，則由轉化關系可以A是Na，B是Na₂O，C是Na₂O₂，D是O₂。
（2）D是在潮濕的空氣中易發生吸氧腐蝕的金屬單質，是鐵元素，則C中含有Fe²⁺，將FeCl₃的水溶液蒸干并灼燒，則于Fe³⁺的水解和HCl的揮發，最終得到的產物是Fe₂O₃。
（3）地殼中含量最高的金屬元素是鋁，由A、B、C相互轉化關系可知B是Al(OH)₃，A和C中分別含有Al³⁺、AlO₂^－，但無法確認具體含有哪個離子，故B轉化為C可能是由Al(OH)₃轉化為Al^3＋或由Al(OH)₃轉化為AlO₂^－。
（4）加入100 mL 2mol?L^-1的H₂SO₄溶液時沉淀達最大量，此時溶液中僅含Na₂SO₄，由原子守恒可知，n(Na)=2n(Na2SO4)=2n(H₂SO₄)="2" ×0.1 L×2mol?L^-1="0.4" mol，則原混合物中有鈉的質量為0.4 mol×23 mol·L^－1=9.2g，鋁的質量為11.9g－9.2g=2.7g，故反應產生H2的體積為(×0.4mol+×)×22.4L/mol="7.84" L。