Question

圖甲中A-J均為中學化學中常見的物質，A、H是短周期元素組成的常見氣體單質，B是日常生活常見金屬，它們之間有如下轉化關系（反應中生成的水及部分生成物已略去）．請回答以下問題：

（1）D的電子式是

 

，G的結構式是

 

；
（2）C的水溶液顯

 

（填“酸性”、“堿性”或“中性”），其原因是

 

（用離子方程式表示）；
（3）寫出J+I→F的離子方程式：

 

；
（4）在298K，100kPa時，在1L水中可溶解0.09mol A，實驗測得溶于水的A約有

1

3

與水反應，請估算該離子反應的平衡常數K=

 

；（忽略溶液體積變化）
（5）25℃時，2.0×10^-3mol?L^-1HF溶液中，調節溶液pH（忽略溶液體積變化）得到（HF）、c（F^-）與溶液pH的變化關系如圖乙．若將4.0×10^-3mol?L^-1HF溶液與4.0×10^-3mol?L^-1CaCl₂溶液等體積混合，調節混合液pH=4（忽略調節時混合液體積的變化），通過列式計算說明是否有CaF₂沉淀析出．[已知K_sp（CaF₂）：1.5×10^-10]．

Answer 1

分析：A是短周期元素組成的常見氣體單質，且能和石灰乳反應，則A是Cl₂，氯氣和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，B是日常生活常見金屬，能和I反應生成E，E能和C的水溶液發生反應，則該金屬應該為變價金屬，所以是Fe，I是化合物，應該是酸，E是亞鐵鹽，能被次氯酸鈣氧化，則C是Ca（ClO）₂，D是CaCl₂，C和E反應生成鐵鹽和G，G在光照條件下能反應生成I和H，H是短周期元素組成的常見氣體單質，根據元素守恒知，G是HClO，H是O₂，I是HCl，所以E是AlCl₃，J是NaAl₂，結合物質的結構和性質分析解答．

解答：解：A是短周期元素組成的常見氣體單質，且能和石灰乳反應，則A是Cl₂，氯氣和氫氧化鈣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，B是日常生活常見金屬，能和I反應生成E，E能和C的水溶液發生反應，則該金屬應該為變價金屬，所以是Fe，I是化合物，應該是酸，E是亞鐵鹽，能被次氯酸鈣氧化，則C是Ca（ClO）₂，D是CaCl₂，C和E反應生成鐵鹽和G，G在光照條件下能反應生成I和H，H是短周期元素組成的常見氣體單質，根據元素守恒知，G是HClO，H是O₂，I是HCl，所以E是AlCl₃，J是NaAl₂，
（1）D是氯化鈣，氯化鈣的電子式是，G是次氯酸，次氯酸分子的中心原子是O原子，次氯酸分子的結構式是H-O-Cl，
故答案為：；H-O-Cl；
（2）C是次氯酸鈣，次氯酸鈣是強堿弱酸鹽，次氯酸根離子易水解而使其水溶液呈堿性，離子反應為ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，
故答案為：堿性；ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
（3）J是偏鋁酸鈉，I是HCl，偏鋁酸鈉和鹽酸反應生成氫氧化鋁和氯化鈉，離子反應方程式為AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃，故答案為：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃；
（4）在298K，100kPa時，在1L水中可溶解0.09molA，實驗測得溶于水的A約有

1

3

與水反應，氯氣和水反應離子方程式為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，平衡常數K=

0.09× 1 3 1 ×( 0.09× 1 3 1 )2

0.09× 2 3 1

=4.5×10^-4，故答案為：4.5×10^-4；
（5）根據圖知，當pH=4時，溶液中c（F^-）=1.6×10^-3mol/L，Q_c=c（Ca²⁺）．c²（F^-）=2.0×10^-3×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），所以有沉淀生成，
答：當pH=4時，Q_c=c（Ca²⁺）．c²（F^-）=2.0×10^-3×（1.6×10^-3）²=5.12×10^-10＞K_sp（CaF₂），所以有沉淀生成．

點評：本題考查了無機物的推斷，涉及溶度積常數的計算、電離平衡常數的計算、電子式的書寫等知識點，難點是否有沉淀的判斷，注意氫氟酸和氯化鈣溶液混合時，溶液體積增大一倍，為易錯點．