Question

2．無(wú)機(jī)鹽X僅由三種短周期元素組成，其相對(duì)分子質(zhì)量為238，原子個(gè)數(shù)比為1：1：4．將23.8gX與水共熱，生成一種有特殊臭味的氣體單質(zhì)A和某強(qiáng)酸的酸式鹽溶液B，B的焰色反應(yīng)呈黃色，在溶液B中加入足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生46.6g白色沉淀．請(qǐng)推測(cè)并回答：
（1）單質(zhì)A有很強(qiáng)的氧化性，可用于凈化空氣，飲用水消毒等．A中組成元素的簡(jiǎn)單離子結(jié)構(gòu)示意圖為．
（2）X的化學(xué)式Na₂S₂O₈．
（3）實(shí)驗(yàn)室可通過低溫電解B溶液制備X．該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaHSO₄$\frac{\underline{\;電解\;}}{低溫}$Na₂S₂O₈+H₂↑．
（4）X氧化能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境友好，可用于脫硝、脫硫．在堿性條件下，X氧化NO的離子方程式3S₂O₈^2-+2NO+8OH^-=6SO₄^2-+2NO₃^-+4H₂O．
（5）X溶液與銅反應(yīng)時(shí)先慢后快．某同學(xué)認(rèn)為除反應(yīng)放熱這一因素外，還有一種可能是反應(yīng)生成的Cu²⁺對(duì)后續(xù)反應(yīng)起催化作用，為此他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：取少量銅粉置于試管中，先加入少量CuSO₄溶液，再加入X溶液，振蕩，觀察現(xiàn)象．若加入硫酸銅溶液的反應(yīng)快，說明Cu²⁺起了催化作用，反之Cu²⁺不起作用．
寫出X與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式Na₂S₂O₈+Cu=Na₂SO₄+CuSO₄，判斷該同學(xué)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證方法合理性并說明理由該同學(xué)的驗(yàn)證方法不合理，因?yàn)榧尤隒uSO₄溶液，反應(yīng)速率快也可能是SO₄^2-起催化作用．

Answer 1

分析 無(wú)機(jī)鹽X僅由三種短周期元素組成，其相對(duì)分子質(zhì)量為238，23.8gX的物質(zhì)的量為$\frac{23.8g}{238g/mol}$=0.1mol，X與水共熱生成一種有特殊臭味的氣體單質(zhì)A和某強(qiáng)酸的酸式鹽溶液B，B的焰色反應(yīng)呈黃色，B中含有Na元素，則X含有Na元素，在溶液B中加入足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生46.6g白色沉淀，白色沉淀為BaSO₄，其物質(zhì)的量為$\frac{46.6g}{233g/mol}$=0.2mol，根據(jù)S原子守恒可知X中含有2個(gè)S原子，B為NaHSO₄，X中三種元素原子個(gè)數(shù)比為1：1：4，該無(wú)機(jī)鹽X可以表示為（NaSX₄）₂，則X元素相對(duì)原子質(zhì)量為$\frac{238-（23+32）×2}{4}$=16，則X為O元素，故A為O₃，X為Na₂S₂O₈．

解答 解：無(wú)機(jī)鹽X僅由三種短周期元素組成，其相對(duì)分子質(zhì)量為238，23.8gX的物質(zhì)的量為$\frac{23.8g}{238g/mol}$=0.1mol，X與水共熱生成一種有特殊臭味的氣體單質(zhì)A和某強(qiáng)酸的酸式鹽溶液B，B的焰色反應(yīng)呈黃色，B中含有Na元素，則X含有Na元素，在溶液B中加入足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生46.6g白色沉淀，白色沉淀為BaSO₄，其物質(zhì)的量為$\frac{46.6g}{233g/mol}$=0.2mol，根據(jù)S原子守恒可知X中含有2個(gè)S原子，B為NaHSO₄，X中三種元素原子個(gè)數(shù)比為1：1：4，該無(wú)機(jī)鹽X可以表示為（NaSX₄）₂，則X元素相對(duì)原子質(zhì)量為$\frac{238-（23+32）×2}{4}$=16，則X為O元素，故A為O₃，X為Na₂S₂O₈．
（1）單質(zhì)A為O₃，組成元素的簡(jiǎn)單離子結(jié)構(gòu)示意圖為：，故答案為：；
（2）X的化學(xué)式為：Na₂S₂O₈，故答案為：Na₂S₂O₈；
（3）實(shí)驗(yàn)室可通過低溫電解NaHSO₄溶液制備Na₂S₂O₈，該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaHSO₄$\frac{\underline{\;電解\;}}{低溫}$Na₂S₂O₈+H₂↑，
故答案為：2NaHSO₄$\frac{\underline{\;電解\;}}{低溫}$Na₂S₂O₈+H₂↑；
（4）X氧化能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境友好，可用于脫硝、脫硫．在堿性條件下，Na₂S₂O₈氧化NO的離子方程式為：3S₂O₈^2-+2NO+8OH^-=6SO₄^2-+2NO₃^-+4H₂O，
故答案為：3S₂O₈^2-+2NO+8OH^-=6SO₄^2-+2NO₃^-+4H₂O；
（5）Na₂S₂O₈與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂S₂O₈+Cu=Na₂SO₄+CuSO₄，該同學(xué)的驗(yàn)證方法不合理，因?yàn)榧尤隒uSO₄溶液，反應(yīng)速率快也可能是SO₄^2-起催化作用，
故答案為：Na₂S₂O₈+Cu=Na₂SO₄+CuSO₄；該同學(xué)的驗(yàn)證方法不合理，因?yàn)榧尤隒uSO₄溶液，反應(yīng)速率快也可能是SO₄^2-起催化作用．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物推斷，屬于計(jì)算型推斷，題目素材在中學(xué)中比較陌生，側(cè)重考查學(xué)生計(jì)算能力、分析推理能力、元素化合物知識(shí)以及對(duì)知識(shí)的遷移運(yùn)用能力，難度中等．