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图(部分产物已略去)：

A BC

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)

(2)若D是金属，C溶液在储存时应加入少量金属D，其理由是(用必要的文字和离子方程式表示)______

(3)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物，且三种物质中有一种是白色不溶物。在溶液中A和C反应生成B。请写出B转化为C的所有可能的离子力程式_________、_________

(4)某一离子反应体系有反应物和产物共以下六种：MnO₄^-、H⁺、O₂、H₂O、H₂O₂、Mn²⁺。

①写出该氧化还原反应的离子方程式_______

②溶液随着酸性的增强氧化性不断增强，应选择_________(选填“稀硫酸”或“浓盐酸”)进行KMnO₄溶液的酸化。

③如反应转移了0.6mo1电子，则产生的气体在标准状况下体积为__________

(5)一份溶液中可能含有K⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、 H⁺、NH₄⁺、Cl^－、HCO₃^－、ClO^－、AlO₂^－等离子中的若干种。为了确定溶液的组成，进行了如下操作：

往该溶液中逐滴加入NaOH溶液并适当加热，产生沉淀和气体的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积关系如图所示；则该溶液中一定存在的离子是_______，一定不存在的离子是________。

Answer

Na 2Fe3++ Fe=3Fe2+ Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+ OH-=AlO2-+2H2O 2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8 H2O 稀硫酸 6.72 L Al3+、H+、NH4+、Cl－ Mg2+、Fe2+、HCO3－、ClO-、AlO2-

【解析】

（1）D是具有氧化性的单质，A元素属于短周期主族金属元素，根据反应关系可知A为Na，B为Na2O，D为O2，C为Na2O2；

（2）若D为金属，由转化关系可知为变价金属，应为Fe，则C含有Fe2+，具有还原性；

（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．判断为：Al3+→Al(OH)3→，D为OH-；或→Al(OH)3→Al3+，D为H+；

（4）由H2O2→O2知，双氧水在反应中作还原剂，所以还必须有氧化剂参加反应，在反应中得电子化合价降低，根据化合价知，高锰酸根离子作氧化剂，还原产物是锰离子，同时反应后生成水，反应的离子方程式为：，结合离子方程式解答；

（5）根据产生沉淀和气体的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系的图示可以知道，刚加入氢氧化钠溶液时，没有产生沉淀；之后产生了沉淀，且沉淀完全溶解；沉淀溶解前产生了气体，该气体一定是氨气，以上分析依据，分别对离子存在情况作出判断。

（1）D是具有氧化性的单质，A元素属于短周期主族金属元素，根据反应关系可知A为Na，B为Na2O，D为O2，C为Na2O2；

（2）若D为金属，由转化关系可知为变价金属，应为Fe，则C含有Fe2+，具有还原性，保存时应加入少量Fe，防止被Fe2+空气氧化，原理是2Fe3++Fe=3Fe2+；

（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，判断为：Al3+→Al(OH)3→，A为Al3+，B为Al(OH)3，C为，D为NaOH；或→Al(OH)3→Al3+，A为，B为Al(OH)3，C为Al3+，D为H+；B转化为C的离子方程式为：；Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；

（4）①由上述分析可知，该氧化还原反应离子方程式为：；

②高锰酸钾具有强氧化性，可氧化盐酸生成氯气，应用稀硫酸酸化；

③反应中，Mn元素化合价由+7价降低到+2价，由方程式可知生成5mol氧气转移10mol电子，则如反应转移了0.6mo1电子，产生的氧气0.3mol，气体在标准状况下体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L；

（5）根据图示，开始时没有沉淀生成，说明溶液中H+，一定没有ClO−、、；随后出现沉淀，且沉淀完全溶解了，说明沉淀是氢氧化铝，溶液中一定含有Al3+，因Al3+与、ClO-能够发生反应，则一定没有、ClO-；氢氧化铝溶解前生成了气体，该气体一定是氨气，故溶液中一定含有；最终沉淀完全溶解，因此溶液中一定不含Mg2+、Fe2+；故答案为：Al3+、H+、、Cl－；Mg2+、Fe2+、、ClO-、。