Question

15．已知物質A、B、C、D、E是由短周期元素構成的單質或化合物，它們可發(fā)生如圖所示的轉化關系：
（1）若條件①為點燃，目前60%的B都是從海水中提取的，氣體D可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，寫出C與H₂O反應的化學方程式Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃．上世紀60年代就有人將氣體D作為燃料電池的燃料源進行了試驗，制成D-空氣燃料電池系統(tǒng)，總反應式為：D+O₂→A+H₂O（未配平），寫出此堿性燃料電池的負極反應式：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O．
（2）a．若條件①為加熱，E是一種兩性氫氧化物，氣體D是一種有臭雞蛋氣味的氣體，其水溶液是 還原性酸，寫出D與NaOH等物質的量混合的離子方程式：H₂S+OH^-=HS^-+H₂O．
b．已知另一種還原性酸草酸為二元中強酸，草酸氫鈉（NaHC₂O₄）水溶液呈酸性，下列說法正確的是D
A．草酸與氫氧化鈉溶液混合呈中性時，溶液中存在：c（Na⁺）=c（HC₂O₄^-）+c（C₂O₄^2-）
B．NaHC₂O₄與NaClO溶液混合，反應的離子方程式為：HC₂O₄^-+ClO^-=HClO+C₂O₄²
C．草酸銨溶液中：c（NH₄⁺）=2c（H₂C₂O₄）+2c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2-）
D．草酸使酸性KMnO₄溶液褪色，其離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（3）若條件①為常溫，B和D為同一種無色氣體，常溫下E的濃溶液可以使Fe鈍化，寫出過量Fe粉與E的稀溶液在加熱條件下反應的化學方程式：3Fe+8HNO₃（稀）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
已知常溫下A與B反應生成1molC的焓變?yōu)?57.07kJ/mol，1molC與H₂O反應生成氣體D和E 溶液的焓變?yōu)?46kJ/mol，寫出A、B與水反應生成E溶液的熱化學方程式：4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（l）=4HNO₃（aq）?H=?618.42kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）若條件①為點燃，目前60%的B都是從海水中提取的，則B是Mg，氣體D可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則D是NH₃，C和水反應生成氨氣和E，根據元素守恒知，A中含有氮元素，Mg和氮氣能發(fā)生生成氮化鎂，所以A是氮氣，氮化鎂和水反應生成氨氣和氫氧化鎂，據此寫出反應方程式；
堿性氨氣燃料電池中，負極上氨氣失電子發(fā)生氧化反應；
（2）a、若條件①為加熱，E是一種兩性氫氧化物，則E是氫氧化鋁，氣體D是一種有臭雞蛋氣味的氣體，其水溶液是還原性酸，則D是硫化氫，根據元素守恒知，C是硫化鋁，硫化氫是二元酸，和等物質的量的氫氧化鈉反應生成硫氫化鈉，據此寫出反應方程式；
b、A、混合溶液呈中性，則c（H⁺）=c（HO^-），根據電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2- ）+c（HO^-）；
B、草酸氫鈉（NaHC₂0₄）水溶液呈酸性，草酸氫根離子具有較強還原性，能被強氧化性物質氧化；
C、結合物料守恒來分析，n（N）=n（C）守恒列式分析判斷；
D、草酸具有還原性，酸性高錳酸鉀具有強氧化性，所以醋酸能被酸性高錳酸鉀氧化生成二氧化碳；
（3）若條件①為常溫，B和D為同-種無色氣體，常溫下E的濃溶液可以使Fe鈍化，則E是硝酸，D是一氧化氮，C是二氧化氮，A是氧氣，少量Fe粉和濃硝酸反應生成硝酸鐵、二氧化氮和水；利用蓋斯定律計算．

解答 解：（1）若條件①為點燃，目前60%的B都是從海水中提取的，則B是Mg，氣體D可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則D是NH₃，C和水反應生成氨氣和E，根據元素守恒知，A中含有氮元素，Mg和氮氣能發(fā)生生成氮化鎂，所以A是氮氣，氮化鎂和水反應生成氨氣和氫氧化鎂，所以其反應方程式為：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
堿性氨氣燃料電池中，負極上氨氣失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂↑+6H₂O，
故答案為：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+2NH₃↑；2NH₃+6OH^--6e^-=N₂↑+6H₂O；
（2）a、若條件①為加熱，E是一種兩性氫氧化物，則E是氫氧化鋁，氣體D是一種有臭雞蛋氣味的氣體，其水溶液是還原性酸，則D是硫化氫，根據元素守恒知，C是硫化鋁，硫化氫是二元酸，和等物質的量的氫氧化鈉反應生成硫氫化鈉，所以離子反應方程式為：H₂S+OH^-=HS^-+H₂O，故答案為：H₂S+OH^-=HS^-+H₂O；
b、A．混合溶液呈中性，則c（H⁺）=c（HO^-），根據電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2- ）+c（HO^-），所以得c（Na⁺）=c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2- ），故A錯誤；
B．草酸氫根離子具有還原性，能被次氯酸鈉氧化生成二氧化碳，故B錯誤；
C．根據物料守恒得，草酸銨溶液中為：c（NH₄⁺）+c（NH₃•H₂O）=2c（H₂C₂O₄）+2c（HC₂O₄^-）+2c（C₂O₄^2- ），故C錯誤；
D．草酸具有還原性，酸性高錳酸鉀具有強氧化性，所以醋酸能被酸性高錳酸鉀氧化生成二氧化碳，其離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故D正確；
故答案為：D；
（3）若條件①為常溫，B和D為同-種無色氣體，常溫下E的濃溶液可以使Fe鈍化，則E是硝酸，D是一氧化氮，C是二氧化氮，A是氧氣，過量Fe粉和稀硝酸反應生成硝酸鐵、NO和水，反應方程式為：3Fe+8HNO₃（�。�$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
常溫下A與B反應生成1molC的焓變?yōu)?57.07kJ/mol，其熱化學反應方程式為：2NO+O₂=2NO₂△H=-114.14kJ/mol①，
1molC與H₂O反應生成氣體D和E溶液的焓變?yōu)?46kJ/mol，其熱化學反應方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO△H=-138kJ/mol②，
將方程式①×3+②×2得4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（l）=4HNO₃（aq）△H=（-114.14kJ/mol）×3+（-138kJ/mol）×2=618.42kJ/mol，
故答案為：3Fe+8HNO₃（稀）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（l）=4HNO₃（aq）△H=-618.42kJ/mol．

點評 本題考查元素化合物的性質，正確推斷物質是解本題關鍵，明確物質的特殊性質即可解答，難度中等．