Question

5．构建知识网络体系，有助于知识的有序储存和应用．下图A、B、C、D、E五种物质均含有同一种元素，它们之间有如图转化关系：
（1）若A～E均为化合物，均含有Y元素，A是淡黄色固体；物质的量浓度相等的B、C两溶液中C溶液的pH较小；电解D的水溶液可以生成B和两种气体单质，该反应是工业上生产B的重要反应．
①检验C溶液中含有Y元素的操作方法是用盐酸将铂丝洗净后，放在无色火焰上灼烧至无色，再蘸取碳酸钠溶液放在无色火焰上灼烧，若火焰出现黄色，则说明溶液中有钠元素
②电解D的水溶液时反应的化学方程式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH
（2）若A为气体单质，C、D的相对分子质量相差16，0.1moI．L^-lE溶液中只有，3种离子，且溶液中的$\frac{{c（{H^+}）}}{{c（O{H^-}）}}={10^{12}}$．则
①A、B、C、D、E中都含有的元素在周期表中的位置为第二周期第ⅤA族，B的电子式为．
②E→C反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（3）若A为短周期元素组成的固体非金属单质，标况下2.24LC气体通入1L 0.1mo1．L^一1的NaOH溶液中，恰好完全反应，测得所得溶液的pH＜7，则反应后溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）（OH^一除外）．
（4）若A为常见金属单质，B、C均为盐，B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈碱性，D是一种白色沉淀．若将金属A的粉末与硝酸钠溶液混合后加入足量的氢氧化钠溶液，只产生一种无色、有刺激性气味的且能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，该反应的离子方程式为8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8AlO₂^-+3NH₃↑．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E五种物质均含有同一种元素，
（1）若A～E均为化合物，均含有Y元素，A是淡黄色固体，能发生反应生成B、C，则A是Na₂O₂，过氧化钠能和水、二氧化碳分别反应生成NaOH、Na₂CO₃，B、C两溶液在等物质的量浓度时，C 溶液的pH较小，则B是NaOH、C是Na₂CO₃，电解D的水溶液可以生成B和两种气体单质，该反应是工业上生产B的重要反应，则D为NaCl，根据D→E→C可知，E是NaHCO₃；
（2）若A为单质，C、D的相对分子质量相差16，相差一个O原子，0.1mol/L E溶液中只有3种离子，且常温下溶液中的$\frac{c（{H}^{+}）}{c（OH{\;}^{-}）}$=10¹²，溶液呈强酸性，E为酸，符合条件时，A为N₂、B为NH₃、C为NO、D为NO₂、E为HNO₃，再结合物质之间的反应分析解答；
（3）若A为短周期元素组成的固体非金属单质，A能生成C，且C能与氢氧化钠反应，则C一般为氢化物或氧化物，标况下2.24LC即0.1mol气体通入1L 0.1mo1．L^-1的NaOH溶液中，恰好完全反应，测得所得溶液的pH＜7，则A应为S元素，C为SO₂，生成的NaHSO₃溶液中亚硫酸氢根离子的水解程度小于电离程度，以电离为主，所以溶液呈酸性，据此答题；
（4）A为金属单质，B、C均属于盐类，D是一种白色沉淀，若B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈碱性，则A为Al，B为AlCl₃，C为NaAlO₂，D为Al（OH）₃，据此答题．

解答 解：A、B、C、D、E五种物质均含有同一种元素，
（1）若A～E均为化合物，均含有Y元素，A是淡黄色固体，能发生反应生成B、C，则A是Na₂O₂，过氧化钠能和水、二氧化碳分别反应生成NaOH、Na₂CO₃，B、C两溶液在等物质的量浓度时，C 溶液的pH较小，则B是NaOH、C是Na₂CO₃，电解D的水溶液可以生成B和两种气体单质，该反应是工业上生产B的重要反应，则D为NaCl，Y为钠元素，根据D→E→C可知，E是NaHCO₃，
①检验C溶液中含有Y元素的操作方法是用盐酸将铂丝洗净后，放在无色火焰上灼烧至无色，再蘸取碳酸钠溶液放在无色火焰上灼烧，若火焰出现黄色，则说明溶液中有钠元素，
故答案为：用盐酸将铂丝洗净后，放在无色火焰上灼烧至无色，再蘸取碳酸钠溶液放在无色火焰上灼烧，若火焰出现黄色，则说明溶液中有钠元素；  
②D为NaCl，电解D的水溶液时反应的化学方程式为2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，故答案为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2NaOH；
（2）若A为单质，C、D的相对分子质量相差16，相差一个O原子，0.1mol/L E溶液中只有3种离子，且常温下溶液中的$\frac{c（{H}^{+}）}{c（OH{\;}^{-}）}$=10¹²，溶液呈强酸性，E为酸，符合条件时，A为N₂、B为NH₃、C为NO、D为NO₂、E为HNO₃，
①A、B、C、D、E中都含有的元素为氮元素，在周期表中的位置为第二周期第ⅤA族，B为NH₃，B的电子式为，
故答案为：第二周期第ⅤA族；；
②E→C反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（3）若A为短周期元素组成的固体非金属单质，A能生成C，且C能与氢氧化钠反应，则C一般为氢化物或氧化物，标况下2.24LC即0.1mol气体通入1L 0.1mo1．L^-1的NaOH溶液中，恰好完全反应，测得所得溶液的pH＜7，则A应为S元素，C为SO₂，生成的NaHSO₃溶液中亚硫酸氢根离子的水解程度小于电离程度，以电离为主，所以溶液呈酸性，所以反应后溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）；
（4）A为金属单质，B、C均属于盐类，D是一种白色沉淀，若B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈碱性，则A为Al，B为AlCl₃，C为NaAlO₂，D为Al（OH）₃，若将金属A的粉末与硝酸钠溶液混合后加入足量的氢氧化钠溶液，只产生一种无色、有刺激性气味的且能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体为氨气，该反应的离子方程式为8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8AlO₂^-+3NH₃↑，
故答案为：8Al+3NO₃^-+5OH^-+2H₂O=8AlO₂^-+3NH₃↑．

点评 本题考查无机物的推断，注意利用信息及转化关系图推断各物质是解答的关键，习题综合性较强，涉及内容较多，题目难度较大．