Question

中學化學常見的物質A、B、C、D之間存在如下轉化關系：A+B→C+D+H₂O（沒有配平）．請按要求填空：
（1）若A為短周期元素組成的黑色固體單質，與B的濃溶液共熱時，產生C、D兩種氣體．C、D兩種氣體均能使澄清石灰水變渾濁，則該反應的化學方程式是：______，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無色無味的C氣體，恰好完全反應，該反應的化學方程式是______．此時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，與適量B的溶液在常溫下恰好完全反應，生成的無色氣體C遇空氣迅速變成經棕色．若被還原的B物質的量為2mol時，產生C氣體的體積是______ L（標況）．將生成的紅棕色氣體通入一個燒瓶里，塞緊瓶塞后，將燒瓶浸入冰水中，燒瓶中氣體的顏色變淺，請用化學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；D是漂白粉的成分之一．C發(fā)生水解反應的離子方程式是______
（4）若A為五核10電子的陽離子與單核18電子的陰離子構成的無色晶體，受熱易分解，分解后生成兩種極易溶于水的氣體．檢驗A中陰離子的方法是______（簡述操作過程及結論）．

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，碳和濃硫酸反應生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應方程式為：C+2H₂SO₄（濃） CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
二氧化碳和二氧化硫相同的性質是都能使澄清石灰水變渾濁，不同點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，所以現象相同，無法鑒別，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生成白色沉淀，二氧化碳不能和硝酸酸化的硝酸鋇反應，所以能鑒別，故不選；
故選a；
氫氧化鈉的物質的量=2mol/L×0.5L=1mol，二氧化碳的物質的量是0.8mol，1＜=＜2，所以氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和碳酸氫鈉，氫氧化鈉和二氧化碳恰好反應生成碳酸鈉和碳酸氫鈉，反應方程式為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為：c（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）無色氣體C遇空氣迅速變成經棕色，所以C是NO，A為紅色金屬單質銅，銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，所以B是稀硝酸，根據氮原子守恒計算一氧化氮氣體體積，設NO體積為X，
HNO₃----NO，
1mol 22.4L
2mol x
x=44.8L
二氧化氮能自身轉化為四氧化二氮，且二氧化氮和四氧化二氮之間存在化學平衡，該反應是放熱反應，降低溫度平衡向正反應方向移動，氣體顏色變淺；
故答案為：44.8，2NO₂（紅棕色）?N₂O₄（無色）；△H＜0，降溫，平衡向正反應方向移動，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，D是漂白粉的成分之一，氫氧化鈣和氯氣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，所以B是氯氣，C能發(fā)生水解反應，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電子的陽離子與單核18電子的陰離子構成的無色晶體，五核10電子的陽離子是銨根離子，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，所以A是C單質，加熱條件下，碳和濃硫酸反應生成二氧化碳和二氧化硫、水，所以B是濃硫酸；根據兩種氣體的特殊性選取試劑進行鑒別，二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，不同點是二氧化硫具有還原性和漂白性；
C是無色無味的氣體，所以C是二氧化碳，根據二氧化碳和氫氧化鈉的物質的量之比確定生成物成分，根據電荷守恒和物料守恒確定溶液中各種離子濃度大小關系；
（2）無色氣體C遇空氣迅速變成經棕色，所以C是NO，A為紅色金屬單質銅，銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，所以B是稀硝酸，根據氮原子守恒計算生成一氧化氮氣體的體積，二氧化氮和四氧化二氮之間存在化學平衡，降低溫度，平衡放熱方向移動；
（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，D是漂白粉的成分之一，氫氧化鈣和氯氣反應生成氯化鈣、次氯酸鈣和水，所以B是氯氣，C能發(fā)生水解反應，所以C是次氯酸鈣，D是氯化鈣；
（4）若A為五核10電子的陽離子與單核18電子的陰離子構成的無色晶體，五核10電子的陽離子是銨根離子，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．
點評：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、物質的量的有關計算、離子的檢驗等知識點，同時考查學生推斷、分析、歸納總結能力，離子的檢驗是高考的熱點，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．