Question

A、B、C、X是中學化學常見物質，轉化關系如圖所示．請針對以下不同情況回答問題：
（1）若A、B、C中均含同一種常見金屬元素，該元素在C中以陰離子形式存在，將A、C的水溶液混合可得B的白色沉淀．
①A、B、C中所含的金屬元素為（寫名稱）

鋁

；A、C在水溶液中反應的離子方程式是

Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O═4 Al（OH）₃↓

．
②等質量的該金屬元素單質分別與足量鹽酸、氫氧化鈉溶液反應，生成氫氣的體積之比（同溫同壓）是

1：1

，消耗鹽酸、氫氧化鈉物質的量之比是

3：1

．
（2）若A為具有防火、阻燃性物質的稀溶液，X是具有漂白性的無色氣體，A轉化為B的同時還得到另一種帶負電荷的膠體，則B是

Na₂SO₃

，A轉化為C的離子方程式是

SiO₃^2-+2SO₂+2H₂O═H₂SiO₃（膠體）+2HSO₃^-

．X可使溴水褪色，其反應的離子方程式是

Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-

（3）若A、B、C的焰色反應均呈黃色，水溶液均為堿性，x是一種溫室氣體，且A是一種常見強堿．
①工業上生產C的化學反應方程式是

NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl

．
②工業上由C得到B的化學反應方程式為

2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

．
③自然界中由B、C和H₂O按一定比例結晶而成的固體W．取一定量W溶于水配成100mL溶液，測得溶溶中金屬陽離子的濃度為0.5mol/L．若取相同質量的W加熱至恒重，剩余固體的質量為

2.65g

．

Answer 1

分析：（1）若A、B、C中均含同一種常見金屬元素，該元素在C中以陰離子形式存在，將A、C的水溶液混合可得B的白色沉淀，由轉化關系可知，A含有鋁離子，B為 Al（OH）₃，C含有偏鋁酸根，x為NaOH；
（2）X是具有漂白性的無色氣體，則X是SO₂，若A為具有防火、阻燃性物質的稀溶液，則A是Na₂SiO₃，硅酸鈉和二氧化硫、水反應生成生成亞硫酸鈉和硅酸，硅酸膠體能吸附帶負電荷的離子，注意硅酸膠粒帶負電，所以B是Na₂SO₃，Na₂SO₃和SO₂、水反應生成NaHSO₃，所以C是NaHSO₃；
（3）A、B、C的焰色反應均呈黃色，說明都含有鈉元素，水溶液均為堿性，x是一種溫室氣體，則x是CO₂，且A是一種常見強堿且含有鈉元素，則A是NaOH，NaOH和少量CO₂反應生成Na₂CO₃，所以B是Na₂CO₃，NaOH和過量二氧化碳反應生成NaHCO₃，則C是NaHCO₃．

解答：解：（1）若A、B、C中均含同一種常見金屬元素，該元素在C中以陰離子形式存在，將A、C的水溶液混合可得B的白色沉淀，由轉化關系可知，A含有鋁離子，B為 Al（OH）₃，C含有偏鋁酸根，x為NaOH，
①通過以上分析知，A、B、C中所含的金屬元素為鋁，A中含有鋁離子，C中含有偏鋁酸根離子，二者反應生成氫氧化鋁程度，離子反應方程式為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O═4 Al（OH）₃↓，
故答案為：鋁；Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O═4 Al（OH）₃↓；                
②等質量的鋁和鹽酸、氫氧化鈉溶液反應方程式分別為：2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑、2NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，鋁的質量相等，則生成氫氣的體積在相同條件下相等；
根據方程式知，等質量的鋁需要鹽酸和氫氧化鈉的物質的量之比為6：2=3：1，
故答案為：1：1；3：1；  
（2）X是具有漂白性的無色氣體，則X是SO₂，若A為具有防火、阻燃性物質的稀溶液，則A是Na₂SiO₃，硅酸鈉和二氧化硫、水反應生成生成亞硫酸鈉和硅酸，硅酸膠體能吸附帶負電荷的離子，注意硅酸膠粒帶負電，所以B是Na₂SO₃，Na₂SO₃和SO₂、水反應生成NaHSO₃，所以C是NaHSO₃；
通過以上分析知，B是Na₂SO₃，硅酸鈉和過量二氧化硫、水反應生成亞硫酸氫鈉和硅酸，離子反應方程式為：
 SiO₃^2-+2SO₂+2H₂O═H₂SiO₃（膠體）+2HSO₃^-，二氧化硫具有還原性，溴具有強氧化性，在水溶液里，溴能將二氧化硫氧化生成硫酸，離子反應方程式為Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，
故答案為：Na₂SO₃；SiO₃^2-+2SO₂+2H₂O═H₂SiO₃（膠體）+2HSO₃^-；Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
（3）A、B、C的焰色反應均呈黃色，說明都含有鈉元素，水溶液均為堿性，x是一種溫室氣體，則x是CO₂，且A是一種常見強堿且含有鈉元素，則A是NaOH，NaOH和少量CO₂反應生成Na₂CO₃，所以B是Na₂CO₃，NaOH和過量二氧化碳反應生成NaHCO₃，則C是NaHCO₃，
①C是碳酸氫鈉，工業上用氨堿法制取碳酸氫鈉，反應方程式為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl，
故答案為：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；                        
②工業上用加熱碳酸氫鈉的方法制取碳酸鈉，在加熱條件下，碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉和水二氧化碳，反應方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
③自然界中存在B、C和H₂O按一定比例結晶而成的固體．取一定量該固體溶于水配成100mL溶液，測得溶溶中金屬陽離子的濃度為0.5mol/L，即鈉離子濃度為0.5mol/L．取相同質量的固體加熱至恒重，剩余固體為碳酸鈉，根據鈉離子守恒可知，m（Na₂CO₃）=

1

2

×0.1L×0.5mol/L×106g/mol=2.65g，
故答案為：2.65g．

點評：本題考查了鋁、硫、鈉元素化合物的推斷，涉及離子方程式的書寫、物質的工業制取等知識點，明確物質的性質是解本題關鍵，（3）③結合原子守恒來進行計算，二氧化硫能使溴水褪色是利用了二氧化硫的還原性而不是漂白性，為易錯點．