Question

A、B、C、D、E、F、G、H是相對分子質量依次增大的氣體，它們均由短周期元素組成，具有如下性質：
①B能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，A、C、D不能使?jié)駶櫟氖�蕊試紙變色，E、F、G均可使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅；
②F呈紅棕色；
③G和H均能使品紅褪色，A在H中安靜燃燒并伴有產(chǎn)生蒼白色火焰；
④C在D中完全燃燒生成E和H₂O，同時放出大量熱，工業(yè)上可利用該反應焊接或切割金屬；
請回答下列問題：
（1）寫出實驗室制取B的化學方程式

 

．
（2）如圖1若從a口通入氣體G，從b口通入氣體F，洗氣瓶中裝有氯化鋇溶液，觀察到的現(xiàn)象是

 

．反應的離子方程式為

 

．
（3）已知：E（g）+3A（g）?CH₃OH（l）+H₂O（l）△H=-53.66kJ/mol
2CH₃OH（l）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（l）△H=-23.4kJ/mol
寫出E有催化劑時與A合成二甲醚（CH₃OCH₃）的熱化學方程式

 

．
（4）氣體C能使硫酸酸化的高錳酸鉀溶液褪色，產(chǎn)物之一是E，該反應的化學方程式為

 

．
（5）與B含相同元素且原子比1：2的化合物I是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料．
I的結構式為

 

，圖2是一個電化學過程示意圖．
①鉑片上發(fā)生的電極反應是

 

．
②假設使用I-空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質量變化128g，則I-空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣

 

L（假設空氣中氧氣體積含量為20%）．
③I-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，生成無污染的物質．電解質溶液是20%～30%的KOH溶液．I-空氣燃料電池放電時，負極的電極反應式是

 

．

Answer 1

考點：位置結構性質的相互關系應用

專題：

分析：A、B、C、D、E、F、G、H是相對分子質量依次增大的氣體，它們均由短周期元素組成，具有如下性質：
①B能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則B為NH₃，A、C、D不能使?jié)駶櫟氖�蕊試紙變色，三種氣體既不顯酸性也不顯堿性，E、F、G均可使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅，均表現(xiàn)酸性；
②F呈紅棕色，則F為NO₂；
③G和H均能使品紅褪色，結合相對分子質量可知，G為SO₂、H為Cl₂；A在H中安靜燃燒并伴有產(chǎn)生蒼白色火焰，則A為H₂；
④C在D中完全燃燒生成E和H₂O，同時放出大量熱，工業(yè)上可利用該反應焊接或切割金屬，結合①可知，該反應為乙炔在氧氣中燃燒得到CO₂與水，C為C₂H₂、D為O₂、E為CO₂，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D、E、F、G、H是相對分子質量依次增大的氣體，它們均由短周期元素組成，具有如下性質：
①B能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則B為NH₃，A、C、D不能使?jié)駶櫟氖�蕊試紙變色，三種氣體既不顯酸性也不顯堿性，E、F、G均可使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅，均表現(xiàn)酸性；
②F呈紅棕色，則F為NO₂；
③G和H均能使品紅褪色，結合相對分子質量可知，G為SO₂、H為Cl₂；A在H中安靜燃燒并伴有產(chǎn)生蒼白色火焰，則A為H₂；
④C在D中完全燃燒生成E和H₂O，同時放出大量熱，工業(yè)上可利用該反應焊接或切割金屬，結合①可知，該反應為乙炔在氧氣中燃燒得到CO₂與水，C為C₂H₂、D為O₂、E為CO₂，
（1）實驗室制取NH₃的化學方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑，故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；
（2）若從a口通入氣體SO₂，從b口通入氣體NO₂，二氧化氮與水反應得到硝酸與NO，硝酸能將亞硫酸氧化為硫酸，被還原為NO，進一步反應得到硫酸鋇，NO與空氣中氧氣反應得到二氧化氮，觀察到的現(xiàn)象是：有白色沉淀生成，溶液上方無色氣體變?yōu)榧t棕色，反應離子方程式為：H₂O+SO₂+NO₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+NO+2H⁺，
故答案為：產(chǎn)生白色沉淀，洗氣瓶上方出現(xiàn)淺棕色；H₂O+SO₂+NO₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+NO+2H⁺；
（3）已知：①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（l）+H₂O（l）△H=-53.66kJ/mol
②2CH₃OH（l）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（l）△H=-23.4kJ/mol
則反應2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（l）可以是①×2+②得到，所以△H=（-53.66kJ/mol）×2-23.4kJ/mol=-130.72kJ/mol，
即2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（l）△H=-130.72kJ/mol，
故答案為：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（l）△H=-130.72kJ/mol；
（4）氣體C₂H₂具有還原性，能使用硫酸酸化的KMnO₄溶液褪色，產(chǎn)物為CO₂、MnSO₄和水，該反應的化學方程式為：C₂H₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=2CO₂+K₂SO₄+2MnSO₄+4H₂O，
故答案為：C₂H₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=2CO₂+K₂SO₄+2MnSO₄+4H₂O；
（5）與B（NH₃）含相同元素且原子比1：2的化合物I是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料，則I為N₂H₄，I的結構式為，
故答案為：；
①鉑片為陰極，發(fā)生還原反應，銅離子放電生成Cu，電極反應式為：Cu²⁺+2e^-═Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-═Cu；
②假設使用N₂H₄-空氣燃料電池作為本過程中的電源，整個過程中Cu失去電子等于氧氣獲得的電子，銅片的質量變化128g，則其物質的量為

128g

64g/mol

=2mol，根據(jù)電子轉移守恒則氧氣為

2mol×2

4

=1mol，故消耗氧氣體積為1mol×22.4L/mol=22.4L，故需要空氣體積為22.4L÷20%=112L，故答案為：112；
③N₂H₄-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，生成無污染的物質，則生成氮氣與水，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液，負極發(fā)生氧化反應，堿性條件下生成氮氣與水，負極的電極反應式是：N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂↑+4H₂O，故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂↑+4H₂O．

點評：本題考查無機物推斷、常用化學用語書寫、電化學有關計算等，物質特殊顏色、特殊性質等是推斷的關鍵，題目綜合性大，需要學生熟練掌握基礎知識，（5）中注意利用電子注意守恒計算，難度中等．