Question

11．研究氮、硫及鹵素（F、Cl、Br、I）等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活和環(huán)境保護(hù)中有重要意義．
（1）工業(yè)上利用氨在催化劑存在的情況下與氧氣反應(yīng)來(lái)制備生產(chǎn)硝酸所需要的一氧化氮，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O．NH₃的電子式為．
硝酸生產(chǎn)過(guò)程中排放出來(lái)的一氧化氮是大氣污染物之一，目前有一種治理方法，是在400℃左右且有催化劑存在的情況下，用氨把一氧化氮還原成無(wú)色無(wú)毒氣體，直接排入空氣中，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O．
（2）已知在加熱條件下濃硫酸能將木炭粉氧化，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂SO₄（濃）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證上述反應(yīng)所產(chǎn)生的各種產(chǎn)物，將該反應(yīng)生成的氣體依次通過(guò)①裝有無(wú)水硫酸銅的U型管②裝有品紅溶液的洗氣瓶③裝有酸性KMnO₄溶液的洗氣瓶④裝有品紅溶液的洗氣瓶⑤裝有澄清石灰水的燒杯
實(shí)驗(yàn)中能說(shuō)明產(chǎn)物內(nèi)含有CO₂的現(xiàn)象是④中品紅溶液不褪色，⑤中溶液變渾濁．
（3）某學(xué)習(xí)小組欲探究氯氣、溴單質(zhì)、碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱．該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作依次為：①向NaBr溶液中通入氯氣②向KI溶液中通入氯氣
若要驗(yàn)證氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，你認(rèn)為該小組同學(xué)還需完成的實(shí)驗(yàn)是Br₂+2I^-=2Br^-+I₂（用離子方程式表示）．
從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋氯、溴、碘氧化性逐漸減弱的原因是同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱．

Answer 1

分析 （1）氨氣催化氧化生成一氧化氮和水；NH₃屬于共價(jià)化合物，不存在離子鍵，分子中存在3對(duì)共用電子對(duì)，氮原子最外層為8個(gè)電子；用氨把一氧化氮還原成無(wú)色無(wú)毒氣體氮?dú)�，反�?yīng)的方程式為：4NH₃+6NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O；
（2）加熱條件下濃硫酸能將木炭粉氧化，生成二氧化碳和二氧化硫，反應(yīng)方程式為：2H₂SO₄（濃）+C $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；驗(yàn)證濃硫酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)的產(chǎn)物中含有SO₂和CO₂，應(yīng)先通入品紅溶液，若品紅褪色則證明含有二氧化硫，然后通入酸性的高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，再通入品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，最后通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，可以證明二氧化碳存在；
（3）還要檢驗(yàn)溴單質(zhì)與碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱；氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，從原子結(jié)構(gòu)角度可以得出同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱．

解答 解：（1）工業(yè)上利用氨在催化劑存在的情況下與氧氣反應(yīng)來(lái)制備生產(chǎn)硝酸所需要的一氧化氮，氨氣催化氧化生成一氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O，NH₃屬于共價(jià)化合物，不存在離子鍵，分子中存在3對(duì)共用電子對(duì)，氮原子最外層為8個(gè)電子，氨氣的電子式為，
用氨把一氧化氮還原成無(wú)色無(wú)毒氣體氮?dú)�，反�?yīng)的方程式為：4NH₃+6NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O，；4NH₃+6NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O；
（2）加熱條件下濃硫酸能將木炭粉氧化，生成二氧化碳和二氧化硫，反應(yīng)方程式為：2H₂SO₄（濃）+C $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，驗(yàn)證濃硫酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)的產(chǎn)物中含有SO₂和CO₂，應(yīng)先通入品紅溶液，若品紅褪色則證明含有二氧化硫，然后通入酸性的高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，再通入品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡，最后通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，可證明二氧化碳存在，
故答案為：2H₂SO₄（濃）+C $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；④中品紅溶液不褪色，⑤中溶液變渾濁；
（3）還要檢驗(yàn)溴單質(zhì)與碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱，所以離子反應(yīng)方程式為：Br₂+2I^-=2Br^-+I₂；氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，從原子結(jié)構(gòu)角度可以得出同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，故答案為：Br₂+2I^-=2Br^-+I₂；同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鹵素單質(zhì)之間的置換反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，把握單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱及現(xiàn)象的分析為解答的關(guān)鍵，涉及氧化還原反應(yīng)方程式的書寫，題目難度不大．