Question

A、B、C、D均为中学化学中常见的物质，它们之间转化关系如下图（部分产物已略去）：试回答：

（1）若D是具有氧化性的单质，则属于主族的金属A为 ________ （填元素符号），C的电子式为__________         

（2）若A是某物质的稀溶液，D是金属，C溶液在储存时应加入少量D，其理由是（用必要的文字和离子方程式表示）____________；D在潮湿的空气中易发生        吸氧腐蚀，写出腐蚀时原电池正极的电极反应式___________。

（3）若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物，在溶液中A和C反应生成B。请写出B转化为C的所有可能的离子方程式_____________________。化合物B经过一系列反应可以得到单质E，将一定质量的Mg和E 的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如右图所示。则固体混合物中Mg的质量为________；NaOH溶液的物质的量浓度为 ________。硫酸溶液的物质的量浓度为_______。

Answer

（1）Na  

(2)加入少量铁，防止被氧化；2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋；O2＋4e－＋2H2O＝4OH－

（3）Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O、Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O

3.6g ；5.0mol/L ；1.0mol/L

【解析】

试题分析：（1）若D是具有氧化性的单质，则根据物质的转化关系以及转化特点可知，属于主族的金属A为Na，则B是氧化钠，C就是过氧化钠。过氧化钠是含有离子键和非极性键的离子化合物，其电子式为。

（2）若A是某物质的稀溶液，D是金属，所以根据转化的关系以及转化特点可判断D应该是变价金属铁，B是含有铁离子的盐，C是含有亚铁离子的盐。由于亚铁离子易被氧化生成铁离子，所以C溶液在储存时应加入少量铁，目的是为了防止亚铁离子被氧化，反应的方程式是2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋。钢铁在发生吸氧腐蚀时，铁是负极，失去电子，氧气在正极得到电子，所以正极电极反应式是O2＋4e－＋2H2O＝4OH－。

（3）若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物，在溶液中A和C反应生成B，这说明三种化合物都含有铝元素，其中B是氢氧化铝。如果D是酸，则A就是偏铝酸盐，C是铝盐。如果D是碱，则A就是铝盐，C是偏铝酸盐，所以B转化为C的所有可能的离子方程式Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O、Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O。E是单质铝，根据图像可知，加入氢氧化钠溶液后并没有立即生成沉淀，这说明稀硫酸是过量的，所以有关的方程式是H＋＋OH－=H2O、Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O。根据图像可知，和氢氧化铝反应的氢氧化钠溶液是240ml－200ml＝40ml，则氢氧化铝的物质的量是0.35mol－0.15mol＝0.20mol，氢氧化镁是0.15mol，所以混合物镁质量是0.15mol×24g/mol3.6g；氢氧化钠溶液的物质的量浓度是0.2mol÷0.04L＝5.0mol/L。当沉淀质量达到最大值时溶液中就只有硫酸钠，产生氢氧化钠的物质的量是0.2L×5mol/L＝1mol，因此根据原子守恒可知，硫酸钠的物质的量是0.5mol，则硫酸钠的浓度是0.5mol÷0.5L＝1.0mol/L。

考点：考查元素及其化合物转化的有关判断、镁铝溶于硫酸以及氢氧化钠溶液反应的有关计算和判断