Question

甲、乙、丙、丁、戊是由四种短周期元素中的两种或三种组成的5种化合物，其中乙、丙、戊均由两种元素组成，丙是导致温室效应的主要气体，戊是天然气的主要成分，乙和丁都既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。上述5种化合物涉及的四种元素的原子序数之和等于28；甲由一种金属元素和两种非金属元素组成，其原子个数比为1︰3︰9，所含原子总数等于其组成中金属元素的原子序数。它们之间的反应关系如下图：

请回答下列问题:

（1）物质甲的化学式是             ，写出乙的一种用途是               。

（2）甲与足量H₂O溶液反应的化学方程式                    。

（3）将过量的丙通入某种物质的水溶液中可以生成丁，该反应的离子方程式为                 。

（4）乙溶于某强碱溶液的离子方程式为                 。

（5）在200 mL 1.5 mol·L^-1 NaOH溶液中通入标准状况下4.48 L 丙气体，完全反应后所得溶液中，各种离子浓度由大到小的顺序是             。

（6）丁是一种难溶物质，其溶度积常数为1.25×10^-33。将0.01 mol 丁投入1 L某浓度的盐酸中，为使丁完全溶解得到澄清透明溶液，则盐酸的浓度至少应为             （体积变化忽略不计，结果保留三位有效数字）。

Answer

（1）高温耐火材料或冶炼金属铝。

（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】

试题分析：根据题给信息和流程推断，丙是CO2，戊是CH4，丁是Al(OH)3 ，乙是Al2O3，上述5种化合物涉及的四种元素的原子序数之和等于28；甲由一种金属元素和两种非金属元素组成，与氧气反应生成氧化铝、水和二氧化碳，则甲的组成元素为铝、碳、氢，其原子个数比为1︰3︰9，所含原子总数等于其组成中金属元素的原子序数，则甲为Al(CH3)3。

（1）乙是Al2O3，它的一种用途为高温耐火材料或冶炼金属铝。

（2）甲为Al(CH3)3，与水发生双水解反应生成氢氧化铝和甲烷，氢氧化铝再与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，则Al(CH3)3与足量NaOH溶液反应的化学方程式

Al(CH3)3+NaOH+H2O==NaAlO2+3CH4。

（3）将过量的CO2 通入偏铝酸钠溶液中生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，该反应的离子方程式为CO2 + AlO2- + 2H2O==Al(OH)3↓+ HCO3-。

（4）Al2O3溶于强碱的离子方程式为：Al2O3+2OH－==2AlO2－+H2O。

（5）在200 mL 1.5 mol·L-1 NaOH溶液中通入标准状况下4.48 L CO2 气体，完全反应后所得溶液为等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠的混合液，碳酸根的水解程度大于碳酸氢根的水解程度，溶液呈碱性，则各种离子浓度由大到小的顺序是c(Na＋)＞c(HCO3—)＞c(CO32—)＞c(OH－)＞c(H＋)。

（6）根据反应Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O 知将0.01 mol 氢氧化铝投入1 L某浓度的盐酸中，参加反应的HCl的物质的量为0.03mol，为得到澄清透明溶液，则有Q=c(Al3＋)c3(OH－)＜Ksp(Al(OH)3)=1.25×10-33,又反应后溶液中c(Al3＋)=0.01mol/L，则反应后溶液中c(OH－)＜5×10-11mol/L，c(H＋)＞2×10-4mol/L。则盐酸的浓度至少应为3.02×10-2mol/L。

考点：考查无机推断、元素化合物、溶液中的离子平衡及难溶电解质的计算。