Question

A、B、C、D均為中學化學中常見的物質，它們之間轉化關系如下圖（部分產物已略去）：

試回答：
（1）若D是具有氧化性的單質，則屬于主族的金屬A為           （填元素符號）
（2）若D是金屬，C溶液在儲存時應加入少量D，其理由是（用必要的文字和離子方程
式表示）                                          ；D在潮濕的空氣中易發生吸氧腐蝕，寫出腐蝕時原電池正極的電極反應式                     。
（3）若A、B、C為含同一種金屬元素的無機化合物，在溶液中A和C反應生成B。請寫出B轉化為C的所有可能的離子方程式                                  。化合物B經過一系列反應可以得到單質E，將一定質量的Mg和E 的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產生氣體。待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液的體積關系如右圖所示。則固體混合物中Mg的質量為        ；NaOH溶液的物質的量濃度為           。

Answer 1

（1）Na（1分）
（2）加入少量鐵，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺（1分）；2Fe³⁺+Fe = 3Fe²⁺（1分）
O₂+2H₂O+4e^— = 4OH^—（1分）
（3）Al(OH)₃+3H⁺ = Al³⁺+3H₂O （1分）Al(OH)₃+OH^—= AlO₂^—+2H₂O（1分）
3.6g（2分）   5mol·L^—1（2分）

（1）若D是具有氧化性的單質，則屬于主族的金屬A應該是鈉，B是氧化鈉，D是過氧化鈉。
（2）若D是金屬，C溶液在儲存時應加入少量D，則D是鐵。由于亞鐵離子具有還原性，易被氧化生成鐵離子，而單質鐵能還原鐵離子，方程式為2Fe³⁺+Fe = 3Fe²⁺；鋼鐵發生吸氧腐蝕時，正極是氧氣得到電子，方程式為O₂+2H₂O+4e^— = 4OH^—。
（3）根據題意可知，金屬應該是鋁，所以B是氫氧化鋁，而C可能是Al^3＋，也可能是AlO₂^－，所以B生成C的方程式為Al(OH)₃+3H⁺ = Al³⁺+3H₂O 、Al(OH)₃+OH^—= AlO₂^—+2H₂O；
（4）E是Al，所以根據圖像可知，硫酸是過量的，則0～20ml氫氧化鈉是中和硫酸的，20～200ml是沉淀鎂離子和鋁離子的；200～240ml是溶解氫氧化鋁的。因此0.15mol是氫氧化鎂沉淀，則鎂的質量是0.15mol×24g/mol＝3.6g；氫氧化鋁是0.2mol，則溶解0.2mol氫氧化鋁消耗的氧化鈉是0.2mol，所以氫氧化鈉溶液的濃度是0.2mol÷0.04L＝5.0mol/L。