Question

常溫下D、E、F、I、J為氣體，其中E 為有色氣體；H、I、J都為氧化物，其中I、J的相對分子質量相差16；C的焰色反應為黃色；M為紅褐色的固體，G為草酸亞鐵，由G分解得到的H、I、J三者的物質的量相等．下圖表示各物質之間的轉化關系．

試回答下列問題：
（1）寫出L的化學式

 

，反應②的現象是

 

．
（2）足量的J與C反應生成N，下面是在實驗室中模擬N的工業制法的實驗裝置：

①裝置的連接順序是：（a）接

 

，

 

接

 

；（b）接

 

②為了充分利用原料，A、B兩裝置中必須先發生反應的是

 

裝置．
③C中用球形干燥管而不用直導管，其作用是

 

，C中廣口瓶內產生固體的總化學方程式為

 

（3）寫出H與Al在高溫下的反應方程式

 

．
（4）目前能量轉化效率最高的是陶瓷電池．在750℃實驗溫度下，空氣中的氧分子吸附于正極，氧原子會分別從涂層中“搶走”2個電子，變成氧離子后穿過陶瓷膜，與負極的燃氣反應．若以D為上述陶瓷電池燃料氣，則電池的負極反應方程式為

 

．

Answer 1

分析：根據題意知，M為紅褐色的固體，所以M是Fe（OH）₃，根據反應②可推知L為Fe（OH）₂．G為草酸亞鐵，由G分解得到的H、I、J三者的物質的量相等，H、I、J都為氧化物，分別為FeO、CO、CO₂中的一種，其中I、J的相對分子質量相差16，二者為氣體，則H為FeO．A與B電解生成三種物質C、D、E，C的焰色反應為黃色，C含有鈉元素，其中D、E為氣體且E為有色氣體，應是電解NaCl水溶液，則C為NaOH、D為H₂、E為Cl₂．由轉化關系可知，H為HCl、K為FeCl₂、B為H₂O、A為NaCl．I與B反應生成J與氫氣，則I為CO、J為CO₂．FeCl₂與NaOH反應生成NaCl與Fe（OH）₂，符合轉化關系，據此解答．

解答：解：根據題意知，M為紅褐色的固體，所以M是Fe（OH）₃，根據反應②可推知L為Fe（OH）₂．G為草酸亞鐵，由G分解得到的H、I、J三者的物質的量相等，H、I、J都為氧化物，分別為FeO、CO、CO₂中的一種，其中I、J的相對分子質量相差16，二者為氣體，則H為FeO．A與B電解生成三種物質C、D、E，C的焰色反應為黃色，C含有鈉元素，其中D、E為氣體且E為有色氣體，應是電解NaCl水溶液，則C為NaOH、D為H₂、E為Cl₂．由轉化關系可知，H為HCl、K為FeCl₂、B為H₂O、A為NaCl．I與B反應生成J與氫氣，則I為CO、J為CO₂．FeCl₂與NaOH反應生成NaCl與Fe（OH）₂，符合轉化關系，
（1）由上述分析可知，L為Fe（OH）₂，氫氧化亞鐵不穩定，在空氣中能被氧氣氧化成紅褐色的物質氫氧化鐵，反應②的現象是：白色固體變為灰綠色進一步變為紅褐色，
故答案為：Fe（OH）₂；白色固體變為灰綠色進一步變為紅褐色；
（2）①足量的CO₂與NaOH反應生成NaHCO₃，裝置A產生CO₂，裝置B產生NH₃，裝置D除去二氧化碳中的HCl，二氧化碳與氨氣通入C中應防止倒吸，則b接c，故a接f、e接d，
故答案為：f；d；c；
②先通入氨氣，氨氣與水形成呈堿性的氨水可與二氧化碳與水生成的碳酸發生反應，更有利于二氧化碳氣體的吸收，故應先發生氨氣的制備反應，
故答案為：B；
③氨氣極易溶于水，用直導管向飽和氯化鈉溶液中通入氨氣，容易發生倒吸，C中用球形干燥管可以防止倒吸，C裝置中二氧化碳通入氨化的飽和氯化鈉溶液中反應生成碳酸氫鈉晶體，反應的化學方程式：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
故答案為：防止倒吸；NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（3）FeOH與Al在高溫下發生鋁熱反應，反應方程式為：3FeO+2Al

高溫  .

Al₂O₃+3Fe，
故答案為：3FeO+2Al

高溫  .

Al₂O₃+3Fe；
（4）目前能量轉化效率最高的是陶瓷電池．在750℃實驗溫度下，空氣中的氧分子吸附于正極，氧原子會分別從涂層中“搶走”2個電子，變成氧離子后穿過陶瓷膜，與負極的燃氣反應．若以H₂為上述陶瓷電池以氫氣為燃料氣，則電池的負極反應方程式為：H₂+O^2--2e^-=H₂O，
故答案為：H₂+O^2--2e^-=H₂O；

點評：本題考查無機物推斷、化學實驗、原電池等，側重對學生分析推理能力、閱讀獲取信息的能力考查，難度中等．