Question

已知A、B為常見的金屬單質(zhì)，C、D為常見的非金屬單質(zhì)，甲、乙、丙為三種常見的化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示（部分產(chǎn)物及反應(yīng)條件沒有列出）。

（1）若甲是中學化學中常見的紅棕色粉末狀固體，則單質(zhì)A與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為_______________；A與甲反應(yīng)在工業(yè)上一個重要用途是_______________。

（2）若乙的水溶液呈弱酸性，丙是一種大氣污染物，有刺激性氣味。試寫出乙在水溶液中發(fā)生電離時的電離方程式：_______________；丙與乙反應(yīng)的化學方程式：_______________。

（3）若乙的水溶液呈弱堿性，并可用作農(nóng)業(yè)化肥，D通常狀況下為氣體，則進行下列研究：現(xiàn)將0.40 mol C和0.20 mol D充入10 L的密閉容器中，在一定條件下使其發(fā)生反應(yīng)，有關(guān)C、D、乙三者的物質(zhì)的量的變化與時間的關(guān)系如圖所示。

①若t₁=10 min，則0至t₁時間內(nèi)C物質(zhì)的平均反應(yīng)速率為_______________；該反應(yīng)在t₂時達到平衡，其化學反應(yīng)方程式為_______________。

②根據(jù)圖中曲線變化情況判斷，t₁時刻改變的反應(yīng)條件可能是_______________。

a.加入了催化劑

b.降低了反應(yīng)的溫度

c.向容器中又充入了氣體D

Answer 1

解析：本題的突破口之一：A是一種能和NaOH溶液反應(yīng)的常見金屬，則根據(jù)中學化學知識可知A應(yīng)為Al，C為H₂；突破口之二：化合物甲是中學化學常見的紅棕色粉末，則甲應(yīng)為Fe₂O₃，則金屬B應(yīng)該為Fe；單質(zhì)A與化合物甲的反應(yīng)為鋁熱反應(yīng)，主要用于金屬的冶煉。

若乙的水溶液呈弱酸性，且化合物乙與非金屬單質(zhì)D燃燒時均生成有刺激性氣味氣體化合物丙，可知D應(yīng)為S，乙為H₂S，刺激性氣味氣體丙為SO₂。

若化合物乙的水溶液呈堿性，又可作化肥，可知乙為NH₃，其水溶液為氨水，可用作農(nóng)業(yè)化肥；D為N₂，化合物丙為NO。

從題目圖示可看出，C、D為反應(yīng)物，乙為生成物，三種物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)之比可由它們物質(zhì)的量變化之比求出：C∶D∶乙＝（0.40 mol－0.25 mol）∶（0.20 mol－0.15 mol）∶0.10 mol＝3∶1∶2。即反應(yīng)的化學方程式為：3H₂＋N₂2NH₃（注意題目中沒顯示反應(yīng)條件）。

0—t₁時物質(zhì)C的平均反應(yīng)速率為：=0.0015 mol·L^-1·min^-1。

從題目圖示還看出，在t₁時，改變了某一反應(yīng)條件C、D、乙三種物質(zhì)的物質(zhì)的量都發(fā)生了突變，然后快速達到了平衡狀態(tài)，結(jié)合已有知識和題目給出的選項可知，引起這種改變的條件應(yīng)該是加入了催化劑。

答案：（1）2Al+2OH^-+2H₂O+3H₂↑ 冶煉金屬，野外焊接鋼軌等

（2）H₂SH⁺+HS^-；HS^-H⁺+S^2-    SO₂+2H₂S3S+2H₂O

（3）①0.0015 mol·L^-1·min^-1  N₂+3H₂2NH₃  ②a