Question

【題目】甲、乙、丙、丁、戊是由四種短周期元素中的兩種或三種組成的5種化合物，其中乙、丙、戊均由兩種元素組成，丙是導致溫室效應的主要氣體，戊是天然氣的主要成分，乙和丁都既能與酸反應，又能與強堿溶液反應。上述5種化合物涉及的四種元素的原子序數之和等于28；甲由一種金屬元素和兩種非金屬元素組成，其原子個數比為1︰3︰9，所含原子總數等于其組成中金屬元素的原子序數。它們之間的反應關系如下圖：

請回答下列問題:

（1）物質甲的化學式是 ，寫出乙的一種用途是 。

（2）甲與足量H2O溶液反應的化學方程式 。

（3）將過量的丙通入某種物質的水溶液中可以生成丁，該反應的離子方程式為 。

（4）乙溶于某強堿溶液的離子方程式為 。

（5）在200 mL 1.5 mol·L-1NaOH溶液中通入標準狀況下4.48 L 丙氣體，完全反應后所得溶液中，各種離子濃度由大到小的順序是 。

（6）丁是一種難溶物質，其溶度積常數為1.25×10-33。將0.01 mol 丁投入1 L某濃度的鹽酸中，為使丁完全溶解得到澄清透明溶液，則鹽酸的濃度至少應為 （體積變化忽略不計，結果保留三位有效數字）。

Answer 1

【答案】（1）高溫耐火材料或冶煉金屬鋁。

（2）Al(CH3)3+NaOH+H2O==NaAlO2+3CH4

（3）CO2+ AlO2-+ 2H2O==Al(OH)3↓+ HCO3-

（4）Al2O3+2OH－==2AlO2－+H2O

（5）c(Na＋)＞c(HCO3－)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(H＋)

（6）3.02×10-2mol/L

【解析】試題分析：根據題給信息和流程推斷，丙是CO2，戊是CH4，丁是Al(OH)3，乙是Al2O3，上述5種化合物涉及的四種元素的原子序數之和等于28；甲由一種金屬元素和兩種非金屬元素組成，與氧氣反應生成氧化鋁、水和二氧化碳，則甲的組成元素為鋁、碳、氫，其原子個數比為1︰3︰9，所含原子總數等于其組成中金屬元素的原子序數，則甲為Al(CH3)3。

（1）乙是Al2O3，它的一種用途為高溫耐火材料或冶煉金屬鋁。

（2）甲為Al(CH3)3，與水發生雙水解反應生成氫氧化鋁和甲烷，氫氧化鋁再與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，則Al(CH3)3與足量NaOH溶液反應的化學方程式

Al(CH3)3+NaOH+H2O==NaAlO2+3CH4。

（3）將過量的CO2通入偏鋁酸鈉溶液中生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，該反應的離子方程式為CO2+ AlO2-+ 2H2O==Al(OH)3↓+ HCO3-。

（4）Al2O3溶于強堿的離子方程式為：Al2O3+2OH－==2AlO2－+H2O。

（5）在200 mL 1.5 mol·L-1NaOH溶液中通入標準狀況下4.48 L CO2氣體，完全反應后所得溶液為等濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合液，碳酸根的水解程度大于碳酸氫根的水解程度，溶液呈堿性，則各種離子濃度由大到小的順序是c(Na＋)＞c(HCO3—)＞c(CO32—)＞c(OH－)＞c(H＋)。

（6）根據反應Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O知將0.01 mol 氫氧化鋁投入1 L某濃度的鹽酸中，參加反應的HCl的物質的量為0.03mol，為得到澄清透明溶液，則有Q=c(Al3＋)c3(OH－)＜Ksp(Al(OH)3)=1.25×10-33,又反應后溶液中c(Al3＋)=0.01mol/L，則反應后溶液中c(OH－)＜5×10-11mol/L，c(H＋)＞2×10-4mol/L。則鹽酸的濃度至少應為3.02×10-2mol/L。