Question

已知D、H是常見的非金屬單質，其中H是黃綠色氣體．J是一種金屬單質，J元素的+2價化合物比+4價化合物穩定．D、J元素在周期表中同主族，D是形成化合物種類最多的元素．A、C是金屬氧化物，C和J均是某種常見電池的電極材料，B與C反應時，每生成1mol H同時消耗4mol B和1mol C．它們之間的關系如圖：
（1）寫出物質A的化學式

Fe₃O₄

．
（2）寫出反應②的化學方程式

PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O

．
（3）由金屬氧化物A和C得到其相應的金屬單質，在冶金工業上一般可用

②

方法（填序號）．
①熱分解法      ②熱還原法       ③電解法
其中從A得到其相應金屬也可以用鋁熱法，若反應中lmolA參加反應，轉移電子的物質的量為

8

mol．
（4）用C、J作電極，與硫酸構成如圖所示電池，工作時電池發生的總反應式為

Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O

，當反應轉移1mol電子時，溶液中消耗H⁺的物質的量為

2

mol．
（5）向框圖中的紅褐色透明液體K中逐滴滴入HCl溶液．可以觀察到先產生紅褐色沉淀，后紅褐色沉淀溶解，請解釋原因

開始加鹽酸時，氫氧化鐵膠體遇電解質發生聚沉，再繼續滴加則氫氧化鐵沉淀與鹽酸發生酸堿中和反應，沉淀溶解

Answer 1

分析：H是黃綠色氣體，為Cl₂，D是形成化合物種類最多的元素，所以D是碳，D、J元素在周期表中同主族，J是一種金屬單質，J元素的+2價化合物比+4價化合物穩定，所以J是Pb，C+D→Pb+CO₂，C是金屬氧化物，所以C是PbO₂，PbO+B→Cl₂+G+I，B與C反應時，每生成1mol H同時消耗4mol B和1molC，根據得失電子守恒知，B是HCl，A是金屬氧化物，A+鹽酸→E+F+G，E和氯氣反應生成F，所以A中金屬元素是變價元素，為鐵元素，A是四氧化三鐵，E是氯化亞鐵，F是氯化鐵，G是水，I是
PbCl₂，氯化鐵溶液煮沸得氫氧化鐵膠體K．

解答：解：H是黃綠色氣體，為Cl₂，D是形成化合物種類最多的元素，所以D是碳，D、J元素在周期表中同主族，J是一種金屬單質，J元素的+2價化合物比+4價化合物穩定，所以J是Pb，C+D→Pb+CO₂，C是金屬氧化物，所以C是PbO，PbO+B→Cl₂+G+I，B與C反應時，每生成1mol H同時消耗4mol B和1mol C，根據得失電子守恒知，B是HCl，A是金屬氧化物，A+鹽酸→E+F+G，E和氯氣反應生成F，所以A中金屬元素是變價元素，為鐵元素，A是四氧化三鐵，E是氯化亞鐵，F是氯化鐵，G是水，I是PbCl₂，氯化鐵溶液煮沸得氫氧化鐵膠體K．
（1）通過以上分析知，A是Fe₃O₄，故答案為：Fe₃O₄；
（2）二氧化鉛和鹽酸反應生成氯化鉛、氯氣和水，反應方程式為：PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O
（3）鐵和鉛屬于較活潑金屬，采用熱還原法冶煉，故選②；
設轉移電子的物質的量是x．
3Fe₃O₄+8Al

高溫  .

9Fe+4Al₂O₃轉移電子
3mol                     24mol
1mol                      x
x=8mol
故答案為：②；8；
（4）用C、J作電極，與硫酸構成的原電池中，鉛失電子，二氧化鉛得電子，與硫酸反應生成硫酸鉛和水，反應方程式為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，
設消耗硫酸的物質的量是y．
Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O轉移電子
        2mol             2mol
         y               1mol
y=1mol，1mol硫酸中氫離子的物質的量是2mol，
故答案為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O；2；
（5）向膠體中滴加電解質溶液會產生聚沉現象，氫氧化鐵又能和鹽酸反應生成可溶性鹽，所以沉淀會溶解，
故答案為：開始加鹽酸時，氫氧化鐵膠體遇電解質發生聚沉，再繼續滴加則氫氧化鐵沉淀與鹽酸發生酸堿中和反應，沉淀溶解．

點評：本題考查元素化合物的特性和反應，用框圖設問可以考查學生正向思維、逆向思維、發散和收斂思維，能根據題眼正確判斷化合物是解本題的關鍵，注意四氧化三鐵中鐵元素的化合價有+2價、+3價，否則會導致四氧化三鐵和鋁的鋁熱反應配平產生錯誤，為易錯點．