Question

右圖表示各物質之間的轉化關系．已知化合物A與B的組成元素相同，在常溫下均呈液態；丙與丁的組成元素也相同，其相對分子質量均相差16n，n≥1．D與F是常見的固體單質，且塊狀的D、F與甲的濃溶液在常溫作用都無明顯現象，加熱時有大量氣體產生．乙中所含的某種元素是治療貧血藥物的主要成分，G可以作耐高溫材料．（相關轉化部分反應條件和生成物未標出）．請回答下列問題：

（1）A的結構式為

H-O-O-H

，在工業生產中E到D的反應用途是

焊接鐵軌或冶煉金屬

（寫一種）．
（2）若反應①除生成甲外，還生成丙，寫出過量D與甲的稀溶液反應時的離子方程式：

3Fe+8H⁺+2NO₃^-═3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O

．
（3）以D、F為電極．NaOH溶液為電解質溶液可以組成原電池．該原電池負極的電極反應式為

Al-3e^-+4OH^-=4AlO₂^-+2H₂O

．現利用此裝置電解CuSO₄溶液（用惰性電極），電解一段時間后，陰陽兩極產生的氣體在標準狀況下都是2.24L．請寫出陽極的電極反應式：

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

；若電解前CuSO₄溶液的體積為200mL，則其物質的量濃度是

0.5mol/L

．
（4）若A與丙可以化合生成甲；甲的稀溶液和濃溶液分別與D在一定條件下反應可以生成組成組成元素完全不同的兩種氣體和其他物質．請寫出A與丙化合生成甲的化學反應方程式：

H₂O₂+SO₂=H₂SO₄

．含有D元素的一種新型無機高分子材料高效凈水劑[AlD（OH）₄Cl₂]_m與過量濃鹽酸可以反應，其反應的化學方程式為

[AlFe（OH）₄Cl₂]_m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O

．

Answer 1

分析：A與B在常溫下均呈液態，由轉化關系可知，A為H₂O₂，B為H₂O，C為O₂，D與F都為常見金屬單質，且D、F與甲的濃溶液在常溫作用都無明顯現象，可認為發生鈍化反應，且F可置換生成D，則F為Al，D為Fe，為鋁熱反應，G可以作耐高溫材料，G為Al₂O₃，A與丙可以化合生成甲，可知甲為硫酸，丙為SO₂，丁為SO₃，乙為Fe₂（SO₄）₃，X為FeSO₄，結合對應物質的性質以及題目要求解答該題．

解答：解：A與B在常溫下均呈液態，由轉化關系可知，A為H₂O₂，B為H₂O，C為O₂，D與F都為常見金屬單質，且D、F與甲的濃溶液在常溫作用都無明顯現象，可認為發生鈍化反應，且F可置換生成D，則F為Al，D為Fe，為鋁熱反應，G可以作耐高溫材料，G為Al₂O₃，A與丙可以化合生成甲，可知甲為硫酸，丙為SO₂，丁為SO₃，乙為Fe₂（SO₄）₃，X為FeSO₄，
（1）A為H₂O₂，結構式為H-O-O-H，E→D的反應是鋁熱反應，可用于焊接鐵軌或冶煉金屬，
故答案為：H-O-O-H；焊接鐵軌或冶煉金屬；
（2）過量D與甲的稀溶液反應時生成硝酸亞鐵，該離子方程式為3Fe+8H⁺+2NO₃^-═3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-═3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）以D、F為電極，NaOH溶液為電解質溶液可以組成原電池，電池反應為4Al+3O₂+4NaOH=4NaAlO₂+2H₂O，則Al為負極，電極反應為Al-3e^-+4OH^-=4AlO₂^-+2H₂O，此裝置電解CuSO₄溶液（用惰性電極），陽極氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，陰陽兩極產生的氣體在標準狀況下都是2.24L，均生成

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，由電子守恒可知陰極轉移0.4mol電子，生成Cu～H₂↑～2e^-，n（CuSO₄）=0.2×

1

2

=0.1mol，所以c（CuSO₄）=

0.1mol

0.2L

=0.5mol/L，
故答案為：Al-3e^-+4OH^-=4AlO₂^-+2H₂O；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；0.5mol/L；
（4）A與丙化合生成甲的化學反應方程式為H₂O₂+SO₂=H₂SO₄，[AlFe（OH）₄Cl₂]_m與過量濃鹽酸反應的化學方程式為[AlFe（OH）₄Cl₂]_m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O，故答案為：H₂O₂+SO₂=H₂SO₄；[AlFe（OH）₄Cl₂]_m+4mHCl=mAlCl₃+mFeCl₃+4mH₂O．

點評：本題考查無機物的推斷，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高考常見題型，題目難度中等，注意把握物質的性質、用途等特征為解答該題的關鍵，（3）為解答的難點．