A、B、C、D均为中学化学中常见的物质,它们之间转化关系如图1(部分产物已略去):
试回答:
(1)若D是具有氧化性的单质,则属于主族的金属A为______(填元素符号)
(2)若D是金属,C溶液在储存时应加入少量D,其理由是(用必要的文字和离子方程式表示)______;D在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀,写出腐蚀时原电池正极的电极反应式______.
(3)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物,在溶液中A和C反应生成B.请写出B转化为C的所有可能的离子方程式______.化合物B经过一系列反应可以得到单质E,将一定质量的Mg和E的混合物投入500mL稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体.待反应完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图2所示.则固体混合物中Mg的质量为______;NaOH溶液的物质的量浓度为______.
(1)若D是具有氧化性的单质,A为主族的金属,A为钠、D为氧气、B为氧化钠、C为过氧化钠,符合转化关系,
故答案为:Na;
(2)若D是金属,由转化关系可知,D为变价金属,A具有强氧化性,可推知A为氯气、D为Fe,、B为FeCl2、C为FeCl2,则:
FeCl2溶液在储存时应加入少量Fe,其理由是:加入少量铁,发生反应2Fe2++Fe=3Fe3+,防止Fe2+被氧化为Fe3+,
Fe在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀,原电池正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:加入少量铁,发生反应2Fe2++Fe=3Fe3+,防止Fe2+被氧化为Fe3+;O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物,在溶液中A和C反应生成B,应含有Al元素,可推知A为偏铝酸盐、D为强酸、B为氢氧化铝、C为铝盐(或者A为铝盐、D为强碱、B为氢氧化铝、C为偏铝酸盐),则:
B转化为C的所有可能的离子方程式为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O或Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
化合物Al(OH)3经过一系列反应可以得到单质E为Al,将一定质量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体,待反应完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,
由图可知,200~240mL为氢氧化铝与氢氧化钠反应,可知n[Mg(OH)2]=0.15mol,根据Mg元素守恒可知:m(Mg)=0.15mol×24g/mol=3.6g,
沉淀最大时为氢氧化镁、氢氧化铝,故n[Al(OH)3]=0.35mol-0.15mol=0.2mol,根据电荷守恒可知,20~200mL消耗氢氧化钠的物质的量等金属提供电子物质的量,故n(NaOH)=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol,则c(NaOH)=
=5mol/L,0.9mol 0.2L-0.02L
故答案为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O或Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;3.6g;5mol/L.