Question

3．含氯消毒劑和過氧化物等強氧化性消毒劑可防甲型H1N1流感．
（1）過碳酸鈉是一種有多種用途的新型氧系固態(tài)漂白劑，化學式可表示為Na₂CO₃•3H₂O₂，它具有Na₂CO₃和H₂O₂的雙重性質．
①H₂O₂有時可作為礦業(yè)廢液消毒劑，如消除采礦業(yè)廢液中的氰化物（如NaCN），經以下反應實現：NaCN+H₂O₂+H₂O═A+NH₃↑，則生成物A的化學式NaHCO₃
②某強酸性反應體系中，反應物和生成物共六種物質：
O₂、MnO₄^-、H₂O、Mn²⁺、H₂O₂、H⁺．已知該反應中H₂O₂只發(fā)生了如下過程：H₂O₂→O₂．
寫出該反應的離子方程式：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑．
（2）某天然堿的化學式可表示為：aNa₂CO₃•bNaHCO₃•2H₂O，取m g天然堿溶于水配成溶液，再向溶液中逐滴加入1mol/L的鹽酸，標準狀況下產生的CO₂的體積與所加鹽酸體積之間的關系某同學作出了如圖所示的A和B曲線，試回答下列問題：
①B曲線正確，天然堿的化學式為Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O，
②加鹽酸后產生CO₂氣體體積（標準狀況）的最大值為112mL．
（3）常溫下用氧缺位鐵酸鋅ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x轉變?yōu)镹₂，同時ZnFe₂O_y轉變?yōu)閆nFe₂O₄．若2mol ZnFe₂O_y與足量NO₂可生成0.5mol N₂，則y=3．

Answer 1

分析 （1）①由元素守恒和原子守恒確定產物；
②由H₂O₂→O₂知，雙氧水在反應中作還原劑，所以還必須有氧化劑參加反應，在反應中得電子化合價降低，根據化合價知，高錳酸根離子作氧化劑，還原產物是錳離子，同時反應后生成水，據此寫出離子方程式；
（2）①依據圖象分析，開始無二氧化碳氣體生成，是碳酸鈉和鹽酸反應生成碳酸氫鈉的過程，當碳酸鈉全部轉化為碳酸氫鈉后，再加入鹽酸和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳氣體，依據化學方程式計算得到樣品中碳酸鈉和碳酸氫鈉物質的量對AB圖象分析判斷；
②根據計算出的碳酸鈉和碳酸氫鈉物質的量計算生成二氧化碳氣體體積．
（3）依據氧化還原反應的電子守恒計算ZnFe₂O_y中Fe元素化合價，再根據化合物中的元素化合價代數為0計算y的值．

解答 解：（1）①由反應NaCN+H₂O₂+H₂O═A+NH₃↑，根據質量守恒定律可知，元素守恒、原子守恒，則A的化學式為NaHCO₃，故答案為：NaHCO₃；
②MnO₄^-具有氧化性，H₂O₂具有還原性，H₂O₂只發(fā)生了如下過程：H₂O₂→O₂，則還原反應為MnO₄^-→Mn²⁺，并由質量守恒定律及電荷守恒可知，離子反應為2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（2）①圖象分析可知B圖象：碳酸鈉生成碳酸氫鈉消耗鹽酸2.5ml，碳酸氫鈉生成二氧化碳消耗鹽酸7.5ml-2.5ml=5ml，Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂+H₂O，則碳酸鈉物質的量=0.0025L×1mol/L=0，0025mol，原混合物中的碳酸氫鈉物質的量=0.005L×1mol/L-0.0025mol=0.0025mol，圖象B合理，樣品中碳酸鈉和碳酸氫鈉物質的量之比為1：1，天然堿的化學式為：Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O；
圖象A分析：碳酸鈉生成碳酸氫鈉消耗鹽酸0.006ml，碳酸氫鈉生成二氧化碳消耗鹽酸7.5ml-6.0ml=1.5ml，Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂+H₂O，則碳酸鈉物質的量=0.006L×1mol/L=0.006mol，原混合物中的碳酸氫鈉物質的量=0.0015L×1mol/L-0.006mol＜0，所以圖象A不符合反應過程的定量關系，故A不合理；
故答案為：B；Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O；
②依據計算圖象B可知碳酸鈉物質的量=0.0025mol，碳酸氫鈉物質的量=0.0025mol，根據碳元素守恒得到最大量生成二氧化碳物質的量=0.005mol，標準狀況生成二氧化碳體積=0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，故答案為：112；
（3）2mol ZnFe₂O_y與足量NO₂可生成0.5mol N₂，則ZnFe₂O_y被還原為ZnFe₂O₄，令ZnFe₂O_y中鐵元素的化合價為a，根據電子轉移守恒，可知2mol×2×（3-a）=0.5mol×2×4，解得a=2，化合價代數和為0，則2+2×2=2y，解得y=3，故答案為：3．

點評 本題考查了物質性質的實驗探究方法和實驗現象分析，反應的離子方程式書寫，圖象分析的計算判斷，氧化還原反應電子轉移數計算應用，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．