Question

中學(xué)化學(xué)常見的物質(zhì)A、B、C、D之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：A+B→C+D+H₂O（沒有配平）．請(qǐng)按要求填空：
（1）若A為短周期元素組成的黑色固體單質(zhì)，與B的濃溶液共熱時(shí)，產(chǎn)生C、D兩種氣體．C、D兩種氣體均能使澄清石灰水變渾濁，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：______，鑒別這兩種氣體不能選用的試劑是______
a．BaCl₂溶液　b．KMnO₄溶液　c．品紅溶液　 d．酸化的Ba（NO₃）₂溶液
向500mL2mol/L的NaOH溶液中通入0.8mol無(wú)色無(wú)味的C氣體，恰好完全反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是______．此時(shí)溶液中的離子按照濃度由大到小排列的順序是______．
（2）若A為紅色金屬單質(zhì)，與適量B的溶液在常溫下恰好完全反應(yīng)，生成的無(wú)色氣體C遇空氣迅速變成經(jīng)棕色．若被還原的B物質(zhì)的量為2mol時(shí)，產(chǎn)生C氣體的體積是______ L（標(biāo)況）．將生成的紅棕色氣體通入一個(gè)燒瓶里，塞緊瓶塞后，將燒瓶浸入冰水中，燒瓶中氣體的顏色變淺，請(qǐng)用化學(xué)方程式和必要的文字解釋顏色變化的原因______．
（3）若A在水中的溶解度隨溫度的升高而降低；B為短周期非金屬單質(zhì)；D是漂白粉的成分之一．C發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式是______
（4）若A為五核10電子的陽(yáng)離子與單核18電子的陰離子構(gòu)成的無(wú)色晶體，受熱易分解，分解后生成兩種極易溶于水的氣體．檢驗(yàn)A中陰離子的方法是______（簡(jiǎn)述操作過程及結(jié)論）．

Answer 1

解：（1）C、D兩種氣體均能使澄清石灰水變渾濁，能使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳和二氧化硫，所以C、D和二氧化碳和二氧化硫，A是碳，加熱條件下，碳和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應(yīng)方程式為：C+2H₂SO₄（濃） CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
二氧化碳和二氧化硫相同的性質(zhì)是都能使澄清石灰水變渾濁，不同點(diǎn)是二氧化硫具有漂白性和還原性，
a、二氧化硫和二氧化碳都不和氯化鋇反應(yīng)，所以現(xiàn)象相同，無(wú)法鑒別，故選；
b、二氧化硫能使酸性高錳酸鉀褪色，二氧化碳不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，所以能鑒別，故不選；
c、二氧化硫能使品紅溶液褪色，二氧化碳不能使品紅溶液褪色，所以能鑒別，故不選；
d、二氧化硫能和硝酸酸化的硝酸鋇反應(yīng)生成白色沉淀，二氧化碳不能和硝酸酸化的硝酸鋇反應(yīng)，所以能鑒別，故不選；
故選a；
氫氧化鈉的物質(zhì)的量=2mol/L×0.5L=1mol，二氧化碳的物質(zhì)的量是0.8mol，1＜=＜2，所以氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和碳酸氫鈉，氫氧化鈉和二氧化碳恰好反應(yīng)生成碳酸鈉和碳酸氫鈉，反應(yīng)方程式為5NaOH+4CO₂═Na₂CO₃+3NaHCO₃+H₂O；
5NaOH+4CO₂═Na₂CO₃+3NaHCO₃+H₂O；
5mol 4mol 1mol 3mol
1mol 0.8mol 0.2mol 0.6mol
通過方程式知，生成0.2mol碳酸鈉、0.6mol碳酸氫鈉，鈉離子不水解濃度最大，雖然碳酸鈉和碳酸氫鈉能水解，但鹽在溶液中以電離為主，水解為次，所以碳酸氫根離子濃度大于碳酸根離子濃度，碳酸根離子和碳酸氫根離子水解導(dǎo)致氫氧根離子濃度大于氫離子濃度而使溶液呈堿性，所以離子濃度大小順序?yàn)椋篶（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃ ^2- ）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
故答案為：C+2H₂SO₄（濃） CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，a，5NaOH+4CO₂═Na₂CO₃+3NaHCO₃+H₂O，c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃ ^2- ）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（2）無(wú)色氣體C遇空氣迅速變成經(jīng)棕色，所以C是NO，A為紅色金屬單質(zhì)銅，銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，所以B是稀硝酸，根據(jù)氮原子守恒計(jì)算一氧化氮?dú)怏w體積，設(shè)NO體積為X，
HNO₃----NO，
1mol 22.4L
2mol x
x=44.8L
二氧化氮能自身轉(zhuǎn)化為四氧化二氮，且二氧化氮和四氧化二氮之間存在化學(xué)平衡，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氣體顏色變淺；
故答案為：44.8，2NO₂（紅棕色）?N₂O₄（無(wú)色）；△H＜0，降溫，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，紅棕色NO₂濃度減小，混合氣體的顏色變淺；
（3）若A在水中的溶解度隨溫度的升高而降低是氫氧化鈣，B為短周期非金屬單質(zhì)，D是漂白粉的成分之一，氫氧化鈣和氯氣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，所以B是氯氣，C能發(fā)生水解反應(yīng)，所以C是次氯酸鈣，D是氯化鈣，次氯酸根離子水解方程式為：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
故答案為：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
（4）若A為五核10電子的陽(yáng)離子與單核18電子的陰離子構(gòu)成的無(wú)色晶體，五核10電子的陽(yáng)離子是銨根離子，受熱易分解，分解后生成兩種極易溶于水的氣體，則A是氯化銨，單核18電子的陰離子是氯離子，氯離子的檢驗(yàn)方法是：取少量A于一潔凈試管中，加蒸餾水溶解后，滴加硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沒淀，再滴加稀硝酸，振蕩，沉淀不溶解，則A的陰離子為Cl^-．
故答案為：取少量A于一潔凈試管中，加蒸餾水溶解后，滴加硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沒淀，再滴加稀硝酸，振蕩，沉淀不溶解，則A的陰離子為Cl^-．
分析：（1）C、D兩種氣體均能使澄清石灰水變渾濁，能使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳和二氧化硫，所以C、D和二氧化碳和二氧化硫，A為短周期元素組成的黑色固體單質(zhì)，所以A是C單質(zhì)，加熱條件下，碳和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳和二氧化硫、水，所以B是濃硫酸；根據(jù)兩種氣體的特殊性選取試劑進(jìn)行鑒別，二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，不同點(diǎn)是二氧化硫具有還原性和漂白性；
C是無(wú)色無(wú)味的氣體，所以C是二氧化碳，根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比確定生成物成分，根據(jù)電荷守恒和物料守恒確定溶液中各種離子濃度大小關(guān)系；
（2）無(wú)色氣體C遇空氣迅速變成經(jīng)棕色，所以C是NO，A為紅色金屬單質(zhì)銅，銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，所以B是稀硝酸，根據(jù)氮原子守恒計(jì)算生成一氧化氮?dú)怏w的體積，二氧化氮和四氧化二氮之間存在化學(xué)平衡，降低溫度，平衡放熱方向移動(dòng)；
（3）若A在水中的溶解度隨溫度的升高而降低是氫氧化鈣，B為短周期非金屬單質(zhì)，D是漂白粉的成分之一，氫氧化鈣和氯氣反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，所以B是氯氣，C能發(fā)生水解反應(yīng)，所以C是次氯酸鈣，D是氯化鈣；
（4）若A為五核10電子的陽(yáng)離子與單核18電子的陰離子構(gòu)成的無(wú)色晶體，五核10電子的陽(yáng)離子是銨根離子，受熱易分解，分解后生成兩種極易溶于水的氣體，則A是氯化銨，單核18電子的陰離子是氯離子，氯離子的檢驗(yàn)用硝酸酸化的硝酸銀溶液，如果生成白色沉淀證明含有氯離子，否則沒有氯離子．
點(diǎn)評(píng)：本題以元素化合物的推斷為載體考查了離子濃度大小的比較、物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算、離子的檢驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)考查學(xué)生推斷、分析、歸納總結(jié)能力，離子的檢驗(yàn)是高考的熱點(diǎn)，注意含有弱根離子的鹽（弱酸弱堿鹽除外）在水中以電離為主水解為次．