Question

A、B、C、D是中學化學的常見物質，其中A、B、C均含有同一種元素．在一定條件下相互轉化的關系如下圖所示（部分反應中的H₂O已略去）．請填空：

（1）若A可用于自來水消毒，D是生產、生活中用量最大、用途最廣的金屬單質，加熱蒸干B的溶液不能得到B，則B的化學式可能是______；工業上制取A的離子方程式Ⅰ為______．
（2）若A是一種堿性氣體，常用作制冷劑，B是汽車尾氣之一，遇空氣會變色，則反應①的化學方程式為______．
（3）若D是氯堿工業的主要產品，B有兩性，則反應②的離子方程式是______．
（4）若A、C、D都是常見氣體，C是形成酸雨的主要氣體，則反應③的化學方程式______．
（5）氯堿工業是高耗能產業，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節（電）能30%以上．在這種工藝設計中，相關物料的傳輸與轉化關系如下圖所示，其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過．
Ⅰ
①圖中X、Y分別是______、______（填化學式），分析比較圖示中氫氧化鈉質量分數a%______b%（填“＞”、“=”或“＜”）
②寫出燃料電池B中負極上發生的電極反應______．

Answer 1

解：（1）若A可用于自來水消毒，應為Cl₂，D是生產、生活中用量最大、用途最廣的金屬單質，應為Fe，則B為FeCl₃，C為FeCl₂，
工業上制取A的離子方程式為2Cl^-+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案為：FeCl₃；2Cl^-+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（2）若A是一種堿性氣體，常用作制冷劑，應為NH₃，B是汽車尾氣之一，遇空氣會變色，應為NO，反應①的化學方程式為4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O；
（3）若D是氯堿工業的主要產品，B有兩性，由轉化關系D為NaOH，B為Al（OH）₃，C為NaAlO₂，反應②的離子方程式是Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）若A、C、D都是常見氣體，C是形成酸雨的主要氣體，應為SO₂，則A為H₂S，D為O₂，B為S，反應③的化學方程式是2H₂S+SO₂=3S↓+H₂O，
故答案為：2H₂S+SO₂=3S↓+H₂O；
（5）①在燃料電池中，氧氣作正極，所以通入空氣的極是正極，通入燃料的極是負極，即產生Y的極是陰極，所產生的是氫氣，在X處產生的是氯氣，氫氧燃料電池最后產生的是水，所以a%大于b%，故答案為：Cl₂；H₂；＞；
②燃料電池的工作原理：負極是燃料氫氣發生失電子的氧化反應，電極反應式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．
分析：（1）若A可用于自來水消毒，應為Cl₂，D是生產、生活中用量最大、用途最廣的金屬單質，應為Fe，則B為FeCl₃，C為FeCl₂；
（2）若A是一種堿性氣體，常用作制冷劑，應為NH₃，B是汽車尾氣之一，遇空氣會變色，應為NO；
（3）若D是氯堿工業的主要產品，B有兩性，由轉化關系D為NaOH，B為Al（OH）₃，C為NaAlO₂；
（4）若A、C、D都是常見氣體，C是形成酸雨的主要氣體，應為SO₂，則A為H₂S，D為O₂，B為S；
（5）燃料電池通入的Y應為H₂，則電解池生成的X為Cl₂，結合原電池和電解池的工作原理解答該題．
點評：本題考查較為綜合，涉及元素化合物的推斷、電化學等問題，題目具有一定難度，做題時注意把握推斷的思路和電解原理．