Question

17．A、B、C、D、E為中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)的單質(zhì)或化合物，相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示（部分產(chǎn)物略去）．

（1）若A是能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體；C、D均為空氣的主要成分；E是一種有毒氣體．
①C的電子式為．②寫(xiě)出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
③寫(xiě)出反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂．
（2）若A是淡黃色化合物；常溫下D是無(wú)色氣體；C中含有的陰、陽(yáng)離子均為10電子粒子．
①C中所含化學(xué)鍵的類(lèi)型是離子鍵和共價(jià)鍵．
②寫(xiě)出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．
（3）將（2）中一定量的氣體D通入2L C的溶液中，在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量，并將溶液加熱，產(chǎn)生的氣體與HCl物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2所示（忽略氣體的溶解和HCl的揮發(fā)）．
①O點(diǎn)溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為NaOH、Na₂CO₃．
②a點(diǎn)溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）．C溶液的物質(zhì)的量濃度為2.5mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）A是能使?jié)竦募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，為NH₃；C、D均為空氣的主要成分，為N₂、O₂，由轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)$\stackrel{D}{→}$B，故D為O₂，B為NO，C為N₂，E是一種有毒氣體，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系NO$\stackrel{E}{→}$N₂，E具有還原性，為CO，驗(yàn)證符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；
（2）A是淡黃色化合物，常見(jiàn)淡黃色固體化合物是過(guò)氧化鈉和溴化銀，常溫下D是無(wú)色氣體，A能和D反應(yīng)，所以A是過(guò)氧化鈉，D是二氧化碳，過(guò)氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，B和E反應(yīng)生成C，C中含有的陰、陽(yáng)離子均為10電子粒子，C能和二氧化碳反應(yīng)生成B，所以B是碳酸鈉，C是氫氧化鈉，E是強(qiáng)堿（如氫氧化鈣、氫氧化鋇），驗(yàn)證符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；
（3）將（2）中一定量的氣體D為二氧化碳，通入2L C的溶液中，C是氫氧化鈉，根據(jù)圖象可知，氯化氫的物質(zhì)的量在前3mol時(shí)沒(méi)有氣體，后面再加2mol時(shí)產(chǎn)生的氣體，根據(jù)Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl、NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑知，Na₂CO₃轉(zhuǎn)化為NaHCO₃、NaHCO₃轉(zhuǎn)化為NaCl需要的HCl的物質(zhì)的量相等，實(shí)際上Na₂CO₃需要的HCl大于NaHCO₃，所以溶液中還存在NaOH，所以二氧化碳通入氫氧化鈉溶液得到的溶液為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物，氯化氫的物質(zhì)的量在前3mol時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl、NaOH+HCl=H₂O+NaCl，在后2mol時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，據(jù)此進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）A是能使?jié)竦募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，為NH₃；C、D均為空氣的主要成分，為N₂、O₂，由轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)$\stackrel{D}{→}$B，故D為O₂，B為NO，C為N₂，E是一種有毒氣體，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系NO$\stackrel{E}{→}$N₂，E具有還原性，為CO，驗(yàn)證符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；
①C為N₂，電子式為，
故答案為：；
②故加熱、催化劑條件下，氨氣和氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和水，反應(yīng)方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
③催化劑條件下，一氧化氮和一氧化碳反應(yīng)生成二氧化碳和氮?dú)�，反�?yīng)方程式為：2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
故答案為：2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
（2）A是淡黃色化合物，常見(jiàn)淡黃色固體化合物是過(guò)氧化鈉和溴化銀，常溫下D是無(wú)色氣體，A能和D反應(yīng)，所以A是過(guò)氧化鈉，D是二氧化碳，過(guò)氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，B和E反應(yīng)生成C，C中含有的陰、陽(yáng)離子均為10電子粒子，C能和二氧化碳反應(yīng)生成B，所以B是碳酸鈉，C是氫氧化鈉，E是強(qiáng)堿（如氫氧化鈣、氫氧化鋇），驗(yàn)證符合轉(zhuǎn)化關(guān)系．
①C是氫氧化鈉，C中所含化學(xué)鍵的類(lèi)型是離子鍵和共價(jià)鍵，
故答案為：離子鍵和共價(jià)鍵；
②過(guò)氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，反應(yīng)方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（3）將（2）中一定量的氣體D為二氧化碳，通入2L C的溶液中，C是氫氧化鈉，根據(jù)圖象可知，氯化氫的物質(zhì)的量在前3mol時(shí)沒(méi)有氣體，后面再加2mol時(shí)產(chǎn)生的氣體，根據(jù)Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl、NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑知，Na₂CO₃轉(zhuǎn)化為NaHCO₃、NaHCO₃轉(zhuǎn)化為NaCl需要的HCl的物質(zhì)的量相等，實(shí)際上Na₂CO₃需要的HCl大于NaHCO₃，所以溶液中還存在NaOH，所以二氧化碳通入氫氧化鈉溶液得到的溶液為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物，氯化氫的物質(zhì)的量在前3mol時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl、NaOH+HCl=H₂O+NaCl，在后2mol時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，
①根據(jù)上面的分析可知，O點(diǎn)溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為 NaOH、Na₂CO₃，
故答案為：NaOH、Na₂CO₃；
②根據(jù)上面的分析可知，a點(diǎn)時(shí)溶液中的溶質(zhì)是NaHCO₃和NaCl，氯化鈉為強(qiáng)堿強(qiáng)酸鹽，鈉離子和氯離子不水解，NaHCO₃為強(qiáng)堿弱酸酸式鹽，其溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸氫根離子水解程度大于電離程度，碳酸氫根離子電離生成碳酸根離子，水和碳酸氫根離子都電離生成氫離子，所以c（H⁺）＞c（CO₃^2-），根據(jù)元素守恒知c（Na⁺）＞c（Cl^-），根據(jù)圖象知，NaOH需要HCl和碳酸鈉需要HCl的物質(zhì)的量之比為1：2，根據(jù)原子守恒知，生成氯化鈉的物質(zhì)的量和碳酸氫鈉的物質(zhì)的量之比為3：2，根據(jù)元素守恒知，溶液中離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-），當(dāng)氯化氫的物質(zhì)的量為5mol時(shí)，溶液中的溶質(zhì)為氯化鈉，根元素守恒可知，原溶液中的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為5mol，所以氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量溶液為$\frac{5mol}{2L}$=2.5mol/l，
故答案為：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；2.5．

點(diǎn)評(píng) 本題以元素化合物的推斷為載體考查了元素化合物的性質(zhì)，同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵，難度不大．