Question

7．（I）由短周期元素構(gòu)成的A～E五種物質(zhì)中都含有同一種元素，B為單質(zhì)．
A→B$\stackrel{O_{2}}{→}$C$\stackrel{O_{2}}{→}$D$\stackrel{H_{2}O}{→}$E
（1）若E為強(qiáng)酸且B為固體，請(qǐng)畫(huà)出B的原子結(jié)構(gòu)示意圖，A既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，且都能產(chǎn)生氣體，請(qǐng)畫(huà)出A的電子式為或．
（2）若E為強(qiáng)堿且B為固體，請(qǐng)寫(xiě)出D→E的離子方程式2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
（I I）無(wú)機(jī)鹽A因具有強(qiáng)氧化性而在工業(yè)中有著廣泛的用途，被廣泛地用于蓄電池工業(yè)；它還用作聚合的引發(fā)劑、纖維工業(yè)的脫漿劑等等．研究表明無(wú)機(jī)鹽A僅由四種短周期元素組成，其相對(duì)分子質(zhì)量為228，原子個(gè)數(shù)比為1：4：1：4．將22.8gA與水共熱，生成一種有特殊臭味可用于飲用水消毒的氣體單質(zhì)B和某強(qiáng)酸的酸式鹽溶液C，將所得的C溶液分成兩等份，一份中加入足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生23.3g白色沉淀；另一份溶液中加入足量的NaOH溶液加熱后能產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體D2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得）．請(qǐng)推測(cè)并回答：
（1）試寫(xiě)出無(wú)機(jī)鹽A與水共熱的化學(xué)方程式3（NH₄）₂S₂O₈+3H₂O=6NH₄HSO₄+O₃↑．
（2）如圖是某品牌氣體B發(fā)生器，它可消除汽車、房間、客廳的環(huán)境污染物氣體D而得到無(wú)污染的氣體單質(zhì)E，請(qǐng)寫(xiě)出E的結(jié)構(gòu)式
（3）實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)低溫電解B溶液制備A．寫(xiě)出該電解反應(yīng)的陽(yáng)極電極反應(yīng)式2SO₄-2e^-=S₂O₈^2-．
（4）A氧化能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境友好，可用于脫硝、脫硫．在堿性條件下，A氧化NO₂的離子方程式S₂O₈^2-+2NO₂+4OH^-=2SO₄^2-+2NO₃^-+2H₂O．
（5）A溶液與銅反應(yīng)時(shí)先慢后快．某同學(xué)認(rèn)為除反應(yīng)放熱這一因素外，還有一種可能是反應(yīng)生成的Cu²⁺對(duì)后續(xù)反應(yīng)起催化作用，為此他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：取少量銅粉置于試管中，先加入少量CuSO₄溶液，再加入A溶液，振蕩，觀察現(xiàn)象．若加入硫酸銅溶液的反應(yīng)快，說(shuō)明Cu²⁺起了催化作用，反之Cu²⁺不起作用．
寫(xiě)出A與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式（NH₄）₂S₂O₈+Cu=（NH₄）₂SO₄+CuSO₄，判斷該同學(xué)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證方法合理性并說(shuō)明理由不合理，反應(yīng)速率加快也可能是SO₄^2-起催化作用．

Answer 1

分析 （I）由短周期元素構(gòu)成的A～E五種物質(zhì)中都含有同一種元素，B為單質(zhì)，
（1）若E為強(qiáng)酸且B為固體，可知B為S，A既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，且都能產(chǎn)生氣體，說(shuō)明為硫化銨或硫氫化銨，為鹽屬于離子化合物；
（2）若E為強(qiáng)堿且B為固體，可知B為Na，D為過(guò)氧化鈉，E為NaOH；
（II）將22.8gA與水共熱，生成一種有特殊臭味可用于飲用水消毒的氣體單質(zhì)B和某強(qiáng)酸的酸式鹽溶液C，B為O₃，將所得的C溶液分成兩等份，一份中加入足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生23.3g白色沉淀，白色沉淀為BaSO₄，物質(zhì)的量為$\frac{2.3g}{233g/mol}$=0.1mol；另一份溶液中加入足量的NaOH溶液加熱后能產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體D2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得），n（NH₃）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，研究表明無(wú)機(jī)鹽A僅由四種短周期元素組成，其相對(duì)分子質(zhì)量為228，n（A）=$\frac{22.8g}{228g/mol}$=0.1mol，原子個(gè)數(shù)比為1：4：1：4，則可知N、S的物質(zhì)的量比為1：1，A中含銨根離子，含H、O為4：4，則A的分子式為（NH₄）₂S₂O₈，C為NH₄HSO₄，以此來(lái)解答．

解答 解：（I） 由短周期元素構(gòu)成的A～E五種物質(zhì)中都含有同一種元素，B為單質(zhì)，B可發(fā)生連續(xù)氧化反應(yīng)，
（1）若E為強(qiáng)酸且B為固體，可知B為S，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，A既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，且都能產(chǎn)生氣體，說(shuō)明為硫化銨或硫氫化銨，其電子式為
或，
故答案為：；或；
（3）若E為強(qiáng)堿且B為固體，可知B為Na，D為過(guò)氧化鈉，E為NaOH，則D→E的離子方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
（II）將22.8gA與水共熱，生成一種有特殊臭味可用于飲用水消毒的氣體單質(zhì)B和某強(qiáng)酸的酸式鹽溶液C，B為O₃，將所得的C溶液分成兩等份，一份中加入足量的BaCl₂溶液，產(chǎn)生23.3g白色沉淀，白色沉淀為BaSO₄，物質(zhì)的量為$\frac{2.3g}{233g/mol}$=0.1mol；另一份溶液中加入足量的NaOH溶液加熱后能產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體D2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)得），n（NH₃）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，研究表明無(wú)機(jī)鹽A僅由四種短周期元素組成，其相對(duì)分子質(zhì)量為228，n（A）=$\frac{22.8g}{228g/mol}$=0.1mol，原子個(gè)數(shù)比為1：4：1：4，則可知N、S的物質(zhì)的量比為1：1，A中含銨根離子，含H、O為4：4，則A的分子式為（NH₄）₂S₂O₈，C為NH₄HSO₄，
（1）A與水共熱的化學(xué)方程式為3（NH₄）₂S₂O₈+3H₂O=6NH₄HSO₄+O₃↑，故答案為：3（NH₄）₂S₂O₈+3H₂O=6NH₄HSO₄+O₃↑；
（2）臭氧與氨氣反應(yīng)生成的單質(zhì)E為氮?dú)�，其結(jié)構(gòu)式為，故答案為：；
（3）低溫電解B溶液制備A，則陽(yáng)極上硫酸根離子失去電子，陽(yáng)極反應(yīng)為2SO₄-2e^-=S₂O₈^2-，故答案為：2SO₄-2e^-=S₂O₈^2-；
（4）堿性條件下，A氧化NO₂的離子方程式為S₂O₈^2-+2NO₂+4OH^-=2SO₄^2-+2NO₃^-+2H₂O，故答案為：S₂O₈^2-+2NO₂+4OH^-=2SO₄^2-+2NO₃^-+2H₂O；
（5）A與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為（NH₄）₂S₂O₈+Cu=（NH₄）₂SO₄+CuSO₄，該同學(xué)的驗(yàn)證方法不合理，因?yàn)榧尤隒uSO₄溶液，反應(yīng)速率加快也可能是SO₄^2-起催化作用，故答案為：（NH₄）₂S₂O₈+Cu=（NH₄）₂SO₄+CuSO₄；不合理，反應(yīng)速率加快也可能是SO₄^2-起催化作用．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，把握元素化合物知識(shí)、離子反應(yīng)及物質(zhì)推斷等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷能力的考查，注意元素化合物知識(shí)與反應(yīng)原理的綜合應(yīng)用，題目難度較大．