Question

（16分）中学化学常见的物质A、B、C、D之间存在如下转化关系：A + B →C+D + H₂O（没
有配平）请按要求填空：
（1）若A为短周期元素组成的黑色固体单质，与B的浓溶液共热时，产生C、D两种气体。C、D两种气体均能使澄清石灰水变浑浊，则该反应的化学方程式是：______________________，鉴别这两种气体不能选用的试剂是___________。
a．BaCl₂溶液      b．KMnO₄溶液      c．品红溶液      d．酸化的Ba(NO₃)₂溶液
向500mL 2mol?L^-1的NaOH溶液中通入0.8mol无色无味的C气体，恰好反应完全，此时反应混合液中物质的量最大的微粒是      ；此时溶液中的阴离子按照浓度由大到小排列的顺序是______。
（2）若A与适量B的溶液在常温下恰好完全反应，生成的无色气体C遇空气迅速变成红棕色，将生成的红棕色气体通入一个烧瓶里，塞紧瓶塞后，将烧瓶浸入冰水中，烧瓶中气体的颜色变浅，请用化学方程式和必要的文字解释颜色变化的原因_______________________________。
（3）若A在水中的溶解度随温度的升高而降低；B为短周期非金属单质，C是漂白粉的有效成分之一，C发生水解反应的离子方程式是______________________________。

Answer 1

（1）C + 2H₂SO₄（浓）△CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O （3分）    a（2分） n（H₂O）（2分）
c(HCO₃^-)＞c(CO₃ ^2- )＞c(OH^-)（2分）        （2）2NO₂（g）N₂O₄（g） △H＜0（2分）
降温，平衡向正反应方向移动，红棕色NO₂浓度减小，混合气体的颜色变浅 （2分）
（3）ClO^-+H₂OHClO+OH^-（3分）

试题分析：（1）C、D两种气体均能使澄清石灰水变浑浊，为SO₂、CO₂，A为短周期组成的黑色固体物质，与B的浓溶液共热时，产生SO₂、CO₂两种气体，同时生成水，A为C单质，B为浓硫酸，符合转化关系；碳与浓硫酸在加热的条件下生成SO₂、CO₂、水，反应方程式为：C + 2H₂SO₄（浓）△CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O。a、SO₂、CO₂都不能与氯化钡溶液反应，无法区别，故a错误；b、SO₂能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾褪色，CO₂不能反应，可以鉴别，故b正确；c、SO₂能品红溶液褪色，CO₂不能使品红溶液褪色，可以鉴别，故c正确；d、酸化的硝酸钡溶液通入SO₂，可以氧化亚硫酸钡为硫酸钡，产生白色沉淀，通入CO₂不反应，可以鉴别，故d正确；故A不能鉴别；CO₂的物质的量0.8mol，500mL2mol/L NaOH的水溶液中n（NaOH）=0.5L×2mol/L=1mol，n（CO₂）：n（NaOH）=0.8mol：1mol=2：3=1：1.25，介于1：1与1：2之间，故反应生成碳酸钠与碳酸氢钠，令碳酸钠与碳酸氢钠的物质的量分别为amol、bmol，由钠离子守恒有2a+b=1，由碳元素守恒有a+b＝0.8，联立方程，解得a=0.2，b=0.6，反应离子方程式为：4CO₂+5OH^-＝CO₃^2-+3HCO₃^-+2H₂O；碳酸根、碳酸氢根水解，溶液呈碱性c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根的水解程度比碳酸氢根的大，但水解程度很小，故c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），c（CO₃^2-）原大于c（OH^-），溶液中钠离子难度最大，但此反应混合液中物质的量最大的微粒是水，溶液中的阴离子按照浓度由大到小排列的顺序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）。
（2）若A与适量B的溶液在常温下恰好完全反应，生成的无色气体C遇空气迅速变成红棕色，说明C是NO，红棕色气体是NO₂。二氧化氮与四氧化二氮存在平衡关系2NO₂（g）N₂O₄（g） △H＜0，正方应是放热反应，降温，平衡向正反应方向移动，红棕色NO₂浓度减小，混合气体的颜色变浅。
（3）若A在水中的溶解度随温度升高而降低，考虑A为Ca（OH）₂，B为短周期非金属单质，D是漂白粉的成分之一，B为Cl₂，符合转化关系与题意，D能发生水解故D为Ca（ClO）₂，Ca（ClO）₂发生水解的离子方程式为：ClO^-+H₂OHClO+OH^-。