Question

已知A～G有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分生成物已略去），其中A、G為單質(zhì)，D是能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，E、F均能與NaOH溶液反應(yīng)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出F的電子式            ；
（2）①C溶液與D反應(yīng)的離子方程式為                 ；
②F溶液與NaOH溶???共熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為            ；
（3）①請(qǐng)用離子方程式解釋C溶液為何顯酸性                 ；
②F溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?u>                       ；
（4）將5.4gA投入200mL 2.0mol/L某溶液中有G單質(zhì)產(chǎn)生，且充分反應(yīng)后有金屬剩余，則該溶液可能是       （填代號(hào)）
A．HNO₃溶液      B．H₂SO₄溶液    C．NaOH溶液  D．HCl溶液
（5）將1molN₂和3molG及催化劑充入容積為2L的某密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。平衡時(shí)，測(cè)得D的物質(zhì)的量濃度為a mol/L。
①如果反應(yīng)速率v(G)＝1.2mol/(L·min)，則v(D)＝    mol/(L·min)
②在其他條件不變的情況下，若起始時(shí)充入0.5molN₂和1.5molG達(dá)到平衡后，D的物質(zhì)的量濃度         （填“大于”、“小于”或“等于”）a/2 mol/L。
③該條件下的平衡常數(shù)為          （用含a的代數(shù)式表示）

Answer 1

（1）
（2）① Al³⁺+3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄⁺      
②NH₄Cl＋NaOH=NaCl＋NH₃↑＋H₂O
（3）①Al³⁺＋3H₂OAl(OH)₃＋3H⁺    
②c(Cl^-) > c(NH₄⁺) > c(H⁺)>c(OH^-)
（4）D
（5）①0.8 ②小于 ③

根據(jù)題目給定的信息機(jī)相應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知：
A是Al；B是Al₂O₃；C是AlCl₃；D是NH₃；E是Al(OH)₃；F是NH₄Cl；G是H₂。
（1）氯化銨是離子化合物，電子式是。
（2）①C溶液與D反應(yīng)的離子方程式為：Al³⁺+ 3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄⁺。
②F溶液與NaOH溶液共熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH₄Cl＋NaOHNaCl＋NH₃↑＋H₂O。
（3）①AlCl₃是強(qiáng)酸弱堿鹽。弱堿根離子水解消耗水電離產(chǎn)生的氫氧根離子，破壞了水的電離平衡，促使水進(jìn)行電離。最終溶液中氫離子的濃度大于氫氧根離子的濃度。溶液顯示酸性。離子方程式為：Al³⁺＋3H₂OAl(OH)₃＋3H⁺。
②由于NH₄⁺發(fā)生水解反應(yīng)要消耗，所以C(Cl^-)>C(NH₄⁺)，消耗了水電離產(chǎn)生的OH^-離子，最終導(dǎo)致C(H⁺)>C(OH^-)。但鹽的水解程度是和微弱的。所以溶液中各離子的濃度大小順序是：c(Cl^-) > c(NH₄⁺) > c(H⁺)>c(OH^-)。
（4）能和Al反應(yīng)放出H₂。則某溶液為酸溶液或強(qiáng)堿溶液。硝酸有強(qiáng)的氧化性，一般和金屬發(fā)生反應(yīng)不放出氫氣。鋁分別與酸和堿反應(yīng)的離子方程式為
2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑  2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑
溶液n(Al)= 5.4g÷27g/mol=0.2mol，由于充分反應(yīng)后金屬有剩余，說(shuō)明酸或堿不足量。若為酸則n(H⁺)<3 n(Al)=3×0.2mol=0.6mol，n(酸)=0.2×2mol=0.4mol， n(H⁺)="a" n(酸)= 0.4a<0.6mol，所以只能是HCl；若為強(qiáng)堿，則n(OH^-)=n(堿)=0.4mol，比Al多，金屬會(huì)完全反應(yīng)，不成立。所以選項(xiàng)為D。
（5）N₂+3H₂2NH₃在反應(yīng)方程式中V(H₂)：V(NH₃)=3:2，V(H₂)= 1.2mol/(L·min)，則V(NH₃)＝ V(H₂)=×1.2mol/(L·min)="0.8" mol/(L·min)。
②在其他條件不變的情況下，假如平衡不移動(dòng)，若起始時(shí)充入0.5molN₂和1.5molG。達(dá)到平衡后，D的物質(zhì)的量濃度為 mol/L。但是根據(jù)平衡移動(dòng)原理：在其它條件不變的情況下，減小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。所以達(dá)到平衡后，D的物質(zhì)的量濃度要小于 mol/L。
③化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)各生成物濃度冪指數(shù)的乘積與各反應(yīng)物濃度冪指數(shù)的乘積的比。即K=