题目内容

13．某含氯化合物A由两种短周期元素组成，常温下该物质为气态，测得该气体对空气的相对密度为3.0（空气相对分子质量为29），A溶于水可得只含单一溶质的弱酸B的水溶液，B溶液在放置过程中（特别是光照下），其酸性会增强．常温下，气体A与NH3反应生成离子化合物C、气体单质D和常见液体E，D为空气中含量最多的物质．气体A可用某一气体单质与潮湿的Na2CO3 反应制得，同时生成两种钠盐．请回答下列问题：
（1）气体A的化学式为Cl2O，已知气体A中所有原子都满足8电子稳定结构，则A的电子式为．
（2）气体A与NH3反应的化学方程式为3Cl2O+10NH3=6NH4Cl+2N2+3H2O．
（3）试写出上述叙述中制取气体A的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl．
将上述恰好完全反应后生成的两种钠盐的混合物溶于水形成溶液，关于该溶液下列关系式不正确的是C
A．c（Na+）=2c（HCO3-）+2c（H2CO3）+2c（CO32-）
B．c（OH-）+c（Cl-）=c（HCO3-）+2c（H2CO3）+c（H+）
C．c（Na+）＞c（Cl-）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（H2CO3）
（4）图甲是镁与B的钠盐构成的原电池装置，反应过程中会产生白色沉淀；图乙是Cr2O72-的工业废水的模拟处理装置，其中Cr2O72-离子最终以Cr（OH）3的形式除去．

图甲中发生的电池总反应式为：Mg+ClO-+H2O=Mg（OH）2↓+Cl-．若图甲中3.6g镁溶解产生的电量用以图乙废水的处理，则甲中的镁电极应与乙中惰性电极（“铁”或“惰性”）相连，理论上乙池中可产生10.3g Cr（OH）3沉淀．

分析 （1）（2）（3）化合物A由两种短周期元素组成，气体A与NH3反应生成离子晶体C、气体单质D和常见液体E，D为空气中含量最多的物质，则D为N2，常见液体E为H2O，根据元素守恒可知，A为氯的氧化物，测得A气体对空气的相对密度为3.0，则其相对分子质量为3×29=87，故A分子中Cl原子数目为偶数，只能为2，则含有氧原子数目=$\frac{87-35.5×2}{16}$=1，故A为Cl2O，可推知离子化合物C为NH4Cl，A溶于水可得只含单一溶质B的弱酸性溶液，B溶液在放置过程中其酸性会增强，B为HClO，气体A可用某一气体单质与潮湿的Na2CO3反应制得，同时生成两种钠盐，由元素守恒可知，该单质气体为Cl2，生成的两种钠盐只能为NaHCO3、NaCl，据此解答（1）（2）（3）；
（4）该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，电池反应式为Mg+ClO-+H2O=Mg（OH）2↓+Cl-，正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应，据此书写电池反应；由电子守恒可知，Mg～2e-～Fe2+，由原子守恒可知Fe2+～Fe（OH）3↓，以此计算．

解答 解：某含氯化合物A由两种短周期元素组成，气体A与NH3反应生成离子晶体C、气体单质D和常见液体E，D为空气中含量最多的物质，则D为N2，常见液体E为H2O，根据元素守恒可知，A为氯的氧化物，测得A气体对空气的相对密度为3.0，则其相对分子质量为3×29=87，故A分子中Cl原子数目为偶数，只能为2，则含有氧原子数目=$\frac{87-35.5×2}{16}$=1，故A为Cl2O，可推知离子化合物C为NH4Cl，A溶于水可得只含单一溶质B的弱酸性溶液，B溶液在放置过程中其酸性会增强，B为HClO，气体A可用某一气体单质与潮湿的Na2CO3反应制得，同时生成两种钠盐，由元素守恒可知，该单质气体为Cl2，生成的两种钠盐只能为NaHCO3、NaCl，
（1）由上述分析可知，气体A的化学式为Cl2O，A为共价化合物的电子式为
故答案为：Cl2O；；
（2）气体A与NH3反应的化学方程式为：3Cl2O+10NH3=6NH4Cl+2N2+3H2O，反应中Cl的化合价降低，该反应体现气体Cl2O具有氧化性，
故答案为：3Cl2O+10NH3=6NH4Cl+2N2+3H2O；
（3）Cl2与潮湿的碳酸钠反应生成Cl2O，同时生成的两种钠盐只能为NaHCO3、NaCl，化学方程式为：2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl，将上述恰好完全反应后生成的两种钠盐NaHCO3、NaCl的混合物溶于水形成溶液显示碱性，碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度，
A．根据物料守恒，得到c（Na+）＞2c（HCO3-）+2c（H2CO3）+2c（CO32-），故A错误；
B．根据电荷守恒：c（OH-）+c（Cl-）=c（HCO3-）+2c（CO32-）+c（H+），故B错误；
C、等量的两种钠盐NaHCO3、NaCl的混合物中，碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度，所以c（Na+）＞c（Cl-）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（H2CO3）
，故C正确；故答案为：2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl；C；
（4）该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg（OH）2，电池反应式为两电极反应之和，即Mg+ClO-+H2O=Mg（OH）2↓+Cl-，甲中的镁电极是原电池的负极，应该和电源的负极相连，
由电子守恒可知，3Mg～6e-～3Fe2+，Cr2O72-～2Cr3+～2Cr（OH）3↓，则n（Mg）=$\frac{3.6g}{24g/mol}$=0.15mol，消耗金属镁0.15mol，转移电子是0.3mol，此时得到的铬离子是0.1mol，产生沉淀是0.1mol×103g/mol=10.3g，故答案为：10.3g．

点评 本题考查无机物推断、原电池的工作原理、氧化还原反应中电子守恒的计算等，侧重考查学生对知识的综合应用及逻辑推理能力，需要学生具备扎实的基础，难度较大．

练习册系列答案
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3．下列物质中：A．氢氧化钠、B．二氧化硅、C．金刚石、D．氯化钠、E．白磷、F．干冰、G．晶体硅、H．氧化镁、I．晶体氩 （填代号）
（1）属于原子晶体的化合物是B
（2）属于分子晶体的化合物是F
（3）含共价键的离子晶体是A．
4．三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾K3[Fe（C2O4）3]•3H2O为绿色晶体；水中溶解度：0℃时为4.7g•100g-1，100℃时为18g•100g-1，难溶于C2H5OH等有机溶剂．该物质对光敏感，光照条件下可分解放出CO2．
实验室制备，将12.0g草酸钾晶体溶于20.0mL热的蒸馏水中，在溶液近沸时边搅拌边加入8.0mL FeCl3 水溶液（0.4g/mL），将此溶液在冰水中冷却，有绿色晶体析出，待晶体析出完全后，减压过滤得粗产品．将粗产品溶解于约20.0mL的热蒸馏水中，趁热过滤，将滤液在冰水中冷却，待结晶完全后，减压过滤并用冰蒸馏水和乙醇洗涤晶体，晾干，得最终产品．
涉及的主要方程式如下：
3K2C2O4+FeCl3+3H2O═K3[Fe（C2O4）3]•3H2O+3KCl
准确称取0.9800g最终产品配成250mL溶液，移取25mL试样，加入20mL 3mol/L稀硫酸使三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾分解为铁离子和草酸根离子．用高锰酸钾标准溶液滴定试样至终点，记下读数．往滴定后的溶液中加入稀硫酸，再加锌粉，然后用高锰酸钾标准溶液滴定至终点，记下读数．平行测定三次，通过消耗高锰酸钾标准溶液的体积（$\overline{{V}_{1}}$和$\overline{{V}_{2}}$）及浓度计算得到铁离子和草酸根离子的含量．
（1）实验室制备三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾时，应选用装置烧杯（三颈烧瓶、烧杯、圆底烧瓶或蒸发皿）；
（2）为促使三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾晶体析出完全，还可以往溶液中加入少量乙醇；
（3）用冰蒸馏水和乙醇分别洗涤重结晶产品的原因各自是减少产品损耗和利用乙醇挥发带走水分．
（4）称取最终产品配成250mL溶液过程中要注意避光；
（5）用高锰酸钾标准溶液滴定至终点时，现象为滴定至溶液呈浅红色且半分钟内不再变色；
（6）往滴定后的溶液中加入锌粉至出现溶液颜色变为浅绿色，产生气泡现象．
（7）$\overline{{V}_{1}}$和$\overline{{V}_{2}}$比值约为6：1．
1．①写出CH3COOCH2CH（CH3）CH2OH含有的官能团的名称酯基、羟基
②写出一种与互为同系物且一氯代物只有两种的物质的结构简式：或．
8．用括号中的试剂除去各组中的杂质，正确的是（　　）
A．苯中的甲苯（溴水）B．95.6%乙醇中的水（CaO）
C．乙烷中的乙烯（酸性高锰酸钾）D．溴苯中的溴（苯）
3．3-吡啶甲酸（）俗称烟酸，微溶于水．可作血管扩张类药物．完成下列填空：
（1）关于烟酸的酸碱性判断正确的是c．（选填编号）
a．只有酸性        b．只有碱性        c．既有酸性又有碱性
（2）写出烟酸的含苯环的同分异构体的结构简式．同时写出合成该物质所需的试剂．
结构简式．试剂浓硝酸、浓硫酸．
（3）实验室合成烟酸的方案如图：

写出A和B的化学式．AKMnO4   BH2SO4
粗烟酸经蒸馏提纯操作后可获得纯净的烟酸．A需要分多次加入到反应体系中，说明原因氧化放出热量，反应需要控制温度在70℃．
10．（1）写出下列基团（或官能团）的名称或结构简式：
-CH2CH3乙基、-OH羟基、羧基-COOH、-COOR酯基、
（2）若电石中的碳化钙和水能完全反应，实验产生的气体有难闻的气味，可以用硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液（填试剂）加以除去．
（3）若实验时称取的电石1.60g，测量排出水的体积后，折算成标准状况乙炔的体积为448mL，此电石中碳化钙的质量分数是80%．
7．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．盐酸和氨水反应  H++OH-=H2O
B．钠和冷水反应  Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑
C．氯气和氢氧化钠溶液反应  Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
D．铜和稀硝酸反应  Cu+2NO3-+4H+=2Cu2++2NO2↑+2H2O
8．下列说法正确的是（　　）
A．室温下，CH3COONa和CaCl2混合溶液：c（Na+）+c（Ca2+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）+2c（Cl-）
B．相同温度下，0.6 mol•L-1氨水和0.3 mol•L-1氨水中c（OH-）之比是2：1
C．向0.1 mol•L-1NaNO3溶液中滴加盐酸使溶液的pH=5，此时混合液中的c（Na+）=c（NO3-）
D．室温下，0.1 mol•L-1NH4Cl溶液与0.1 mol•L-1氨水等体积混合（pH＞7）：则c（NH3•H2O）＞c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（OH-）

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