Question

下图是中学化学某些物质之间在一定条件下的相互转化关系，已知A是一种常见的液态化合物, C、D、G、H、K是单质，其它为化合物，G、K是普通钢中的两种重要元素，其中K含量少，E、F对应溶液的酸碱性相反，F的焰色反应为黄色，请按要求作答：

（1）写出化合物J的电子式：_______________。

（2）G³⁺比G²⁺的稳定性的原因         ，组成D、H、K三种元素的第一电离能由大到小的顺序为      （写元素符号）。A分子中心原子的杂化方式为      ，A可与Cu²⁺形成天蓝色的物质，画出该离子的结构示意图                ，写出一种与化合物I 为等电子体关系的阴离子         

（3）B与足量稀硝酸反应，当参加反应的硝酸为4mol，转移电子的物质的量为 _________mol（保留2位有效数字）。

（4）已知在200℃，101Kpa下，0.12g单质K与A完全反应生成C与I，吸收了1316 J的能量，写出此反应的热化学方程式：_________________________。

（5）①以Pt为电极，由I、D以及F的溶液组成原电池，则负极的电极反应为：___________。

②若用此电池电解300mL 5mol／L的氯化钠溶液一段时间，两极均收集到标准状况下3.36L气体，此时溶液的pH为_________（假设电解前后溶液体积不变化）。

③若往该电解后所得溶液中通入二氧化碳气体4.48L（标准状况），此时溶液中所有离子浓度的关系由大到小的顺序为：_______________________

Answer

（16分）

(1)   

(2)  Fe3+  的3d轨道半充满，更稳定 

 F>O>C         SP3        CN –或 C22-     略（以上各1分）

(3)0.43 （2分）

(4)C(s)+ H2O(g)=CO(g)+H2(g)  ∆H=+131.6kJ/mol（（2分）     

(5) ①CO  --  2e－ ＋4OH－ = CO32-＋2H2O （2分）     ②14  （2分） 

③c(Na＋)＞c (Cl－)＞c(HCO3—) ＞c(CO32—)＞c(OH－)＞c(H＋) （2分） (漏写离子不给分)

【解析】

试题分析：A是一种常见的液态化合物，为H2O，G、K是普通钢中的两种重要元素，其中K含量少，则G为Fe，K为C，根据框图可知B为Fe3O4，C为H2，I为CO，E、F对应溶液的酸碱性相反，F的焰色反应为黄色，则J为Na2O2，F为NaOH，D为O2，H为F2，E为HF。

（1）J为Na2O2，O原子间形成共价键，Na+与O22‾形成离子键，继而可写出电子式。

（2）G3+为Fe3+，价电子排布为3d5，G2+为Fe2+，价电子排布为3d6，Fe3+  的3d轨道半充满，更稳定；

（3）组成元素分别为：O、F、C，同周期主族元素，随原子序数增大，电负性逐渐增大，所以F>O>C；A分子为H2O，中心原子O原子的杂化方式为SP3；原子总数和价电子总数相等的分子或离子为等电子体，所以CO的等电子体有CN –或 C22-。

（4）首先写出化学方程式并注明状态，然后求出∆H=+131.6kJ•mol‾1，可写出热化学方程式。

（5）①以Pt为电极，由CO、O2以及NaOH 的溶液组成原电池，负极上CO失电子，反应为：CO+4OH‾—2e‾=CO32‾+2H2O。

②电解NaCl溶液：2Cl‾+2H2O 2OH‾+Cl2↑+H2↑，Cl2或H2的体积为标准状况下3.36L，为0.15mol，则可得OH‾浓度为0.3mol，c(OH‾)=0.3mol÷0.3L=1mol/mol，则pH=14。

③0.3mol NaOH与0.2mol CO2 反应：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，CO2+NaOH=NaHCO3，生成0.1mol Na2CO3和0.1mol NaHCO3，CO32‾的水解程度大于HCO3‾的水解程度，所以c(Na＋)＞c (Cl－)＞c(HCO3—) ＞c(CO32—)＞c(OH－)＞c(H＋)。

考点：本题考查物质的推断、电子式、电子排布、杂化方式、热化学方程式的书写、电极方程式、离子浓度比较、pH的计算。