Question

（16分）某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。M与其他物质的转化关系如下图所示（部分产物已略去）：

（1）写出用惰性电极电解M溶液的离子方程式__________。写出F的电子式___________。

（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，E溶液与F溶液反应可以制备一种胶体，则E溶液的俗称是______________。

（3）若A是CO₂气体，A与B溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，如图所示，“则A与B溶液”反应后溶液中的溶质化学式为________。

（4）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，则将过量的F溶液逐滴加入E溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是_______________。

（5）若A是一种不稳定的盐，A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，向G溶液中加入苯酚溶液后显紫色，则由A转化成E的离子方程式是_____________

（6）若A是一种化肥。实验室可用A和B反应制取气体E，E与F、E与D相遇均冒白烟，且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露，写出E与D反应的化学方程式是________________。

（7）若A是一种溶液，只可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、CO₃^2－、SO₄^2－中的某些离子，当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子及其浓度之比为_______________________。

Answer

（16分）（1）2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑； ；

（2）水玻璃 ；

（3）Na2CO3和NaHCO3 ；

（4）溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成且不断增加；然后沉淀逐渐溶解最后消失；

（5）4Fe2++8OH﹣+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓；（Fe2++2OH﹣=2Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3）；

（6）3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl；

（7）c(H+)：c(Al3+)：c(NH4+)：c(SO42﹣)=1：1：2：3。

【解析】

试题分析：日常生活中不可缺少的调味品M是NaCl，用惰性电极电解M溶液的离子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ ；由于C可在D中燃烧发出苍白色火焰，所以C是H2，D是Cl2，则B是NaOH溶液，C与D发生反应产生的F是HCl。 F的电子式是；（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则A是SiO2，SiO2与NaOH溶液发生反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，则E是Na2SiO3；E溶液的俗称是水玻璃；E溶液与F溶液反应可以制备一种胶体，发生反应是：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl；（3）若A是CO2气体，A与B溶液能够反应，反应方程式是：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 或 NaOH +CO2 =NaHCO3，也可能两个反应都发生；反应后所得的溶液再与盐酸反应，根据图示可知：由于产生气体时发生的反应是：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+ CO2↑，其消耗的体积是开始无沉淀产生消耗的盐酸的体积的2倍，说明在开始发生反应：Na2CO3+ HCl=NaCl+ NaHCO3。由于Na2CO3变为NaHCO3消耗的盐酸与反应产生的NaHCO3再反应产生CO2消耗的盐酸物质的量相等，体积也相等，所以该溶液中含有Na2CO3和NaHCO3，二者的物质的量的比是1:1；故“则A与B溶液”反应后溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3 ；（4）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，常见金属只要Al能够与NaOH溶液发生反应，反应方程式是：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，反应产生的E是NaAlO2；则将过量的F溶液逐滴加入E溶液，边加边振荡，首先发生反应：NaAlO2+ H2O+HCl=NaCl+ Al(OH)3↓，产生白色沉淀；当盐酸过量时，又发生反应：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O，看到产生的沉淀又溶解，反应的总方程式是：NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2O。故所看到的实验现象是溶液中逐渐有白色絮状沉淀生成且不断增加；然后沉淀逐渐溶解最后消失；（5）若A是一种不稳定的盐，A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，向G溶液中加入苯酚溶液后显紫色，则A可能是FeCl2，FeCl2与NaOH溶液发生反应：FeCl2+ 2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl；反应产生的E是Fe(OH)2；Fe(OH)2被溶解的氧气氧化发生反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。根据电子守恒及电荷守恒和原子守恒可得由A转化成E的离子方程式是4Fe2++8OH﹣+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓；（6）若A是一种化肥。实验室可用A和B反应制取气体E，则A是NH4Cl，反应产生的气体E是NH3，E与F、E与D相遇均冒白烟，且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露，则根据电子守恒和元素的原子守恒，可得E与D反应的化学方程式是3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl；（7）若A是一种溶液，只可能含有H+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO32－、SO42－中的某些离子，当向该溶液中加入NaOH溶液时发现开始无沉淀产生，说明溶液中含有H+，发生反应：H++OH-=H2O；后来生成沉淀，在后来溶液中的沉淀量不变，发生反应：NH4++OH-=NH3•H2O，后来沉淀完全溶解，发生反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，含有的金属阳离子只要Al3+，形成沉淀的反应是：Al3＋＋3OH-＝Al(OH)3↓；根据反应消耗的NaOH的体积关系可知，n(H+):n(Al3＋):n(NH4+)=1:1:2，由于上述离子都是阳离子，根据溶液电中性可知含有阴离子，CO32－与H+和Al3＋会发生反应不能共存，因此一定含有SO42－，其物质的量是n(SO42－)=[n(H+)+3 n(Al3＋)+ n(NH4+)]÷2=(1+1×3+2）÷2=3，则n(H+):n(Al3＋):n(NH4+): n(SO42－)=1:1:2:3，由于溶液的体积相等，所以微粒的物质的量的比等于它们的浓度之比，故该溶液中肯定含有的离子及其浓度之比为c(H+)：c(Al3+)：c(NH4+)：c(SO42﹣)=1：1：2：3。

【考点定位】考查电解原理的应用、物质的化学性质、相互转化、溶液中离子确定和微粒浓度关系的知识。

【名师点睛】本题以电解饱和食盐水为线索，把问题铺展开，考查了元素化合物的知识，包括Cl2的性质、NH3的实验室制取方法、性质、检验；酸性氧化物与碱的反应、铝元素的单质、氧化物、氢氧化物和盐的性质、反应现象的描述、Fe的化合物的性质及转化、碳酸盐、硅酸盐等的物质转化及溶液中的离子共存、离子存在的检验、离子浓度的计算等知识。是一个综合性很强的试题，多角度考查了学生的知识掌握情况和学生灵活应用知识分析解决问题的能力，是一个很好的题目。