题目内容

14．X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子，均由原子序数小于10的元素组成，X有5个原子核．通常状况下，W为无色液体．
已知：X+Y$\stackrel{△}{→}$Z+W
（1）Y的电子式是．
（2）液态Z和W的电离相似，都可电离出电子数相同的两种离子，液态Z的电离方程式是2NH3（l）?NH2-+NH4+．
（3）用图1示装置制备NO并验证其还原性．有下列主要操作：

a．向广口瓶内注入足量热NaOH溶液，将盛有铜片的小烧杯放入瓶中．
b．关闭止水夹，点燃红磷，伸入瓶中，塞好胶塞．
c．待红磷充分燃烧，一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中滴入少量稀硝酸．
①步骤c后还缺少的一步主要操作是打开止水夹，通入少量氧气．
②红磷充分燃烧的产物与NaOH溶液反应的离子方程式是P2O5+6OH-=2PO43-+3H2O．
③步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是Cu片逐渐溶解，有无色气泡产生，溶液由无色变为蓝色
反应的离子方程式是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O．
（4）一定温度下，将1mol N2O4置于密闭容器中，保持压强不变，升高温度至T1的过程中，气体由无色逐渐变为红棕色．温度由T1继续升高到T2的过程中，气体逐渐变为无色．若保持T2，增大压强，气体逐渐变为红棕色．气体的物质的量n随温度T变化的关系如图2所示．
①温度在T1-T2之间，反应的化学方程式是2NO2?2NO+O2．
②温度在T2-T3之间，气体的平均相对分子质量是（保留1位小数）30.7．

分析 （1）（2）X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子，均由原子序数小于10的元素组成，考虑为10电子微粒，通常状况下，W为无色液体判断为H2O；X有5个原子核，发生反应X+Y$\stackrel{△}{→}$Z+W，饮食NH4++OH-=NH3↑+H2O，推断X为NH4+、Y为OH-、Z为NH3；
（3）装置用来制备NO并验证其还原性，先制备无氧气操作状态下制得的NO，为了更好的验证一氧化氮气体的还原性，白磷燃烧消耗掉氧气，氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳和生成的五氧化二磷，再滴入硝酸和铜反应生成一氧化氮无色气体；验证一氧化氮的还原性可以打开止水夹使空气进入到广口瓶，一氧化氮遇到氧气会被氧化为二氧化氮；
（4）①温度由T1继续升高到T2的过程中，气体逐渐变为无色，且混合气体总的物质的量增大，说明NO2发生分解反应，应生成NO与O2；
②温度在T2-T3之间处于平衡状态，平衡时混合气体总的物质的量为3mol，根据起始加入1molN2O4计算混合气体总质量，计算混合气体的平均摩尔质量确定平均相对分子质量．

解答 解：（1）X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子，均由原子序数小于10的元素组成，考虑为10电子微粒，通常状况下，W为无色液体判断为H2O；X有5个原子核，发生反应X+Y$\stackrel{△}{→}$Z+W，饮食NH4++OH-=NH3↑+H2O，推断X为NH4+、Y为OH-、Z为NH3，Y的电子式为，
故答案为：；
（2）液态Z为NH3与W为H2O的电离相似，都可电离出电子数相同的两种离子，液态NH3的电离方程式是2NH3（l）?NH2-+NH4+，
，故答案为：2NH3（l）?NH2-+NH4+；
（3）装置用来制备NO并验证其还原性，先制备无氧气操作状态下制得的NO，为了更好的验证一氧化氮气体的还原性，白磷燃烧消耗掉氧气，氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳和生成的五氧化二磷，再滴入硝酸和铜反应生成一氧化氮无色气体；验证一氧化氮的还原性可以打开止水夹使空气进入到广口瓶，一氧化氮遇到氧气会被氧化为二氧化氮，
①由上述分析可知，步骤c后还缺少的一步主要操作是：打开止水夹，通入少量氧气，
故答案为：打开止水夹，通入少量氧气；
②红磷充分燃烧的产物为P2O5，与NaOH溶液反应的离子方程式是P2O5+6OH-=2PO43-+3H2O，
故答案为：P2O5+6OH-=2PO43-+3H2O；
③步骤c滴入稀硝酸后烧杯中，发生反应为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，现象是：Cu片逐渐溶解，有无色气泡产生，溶液由无色变为蓝色，
故答案为：Cu片逐渐溶解，有无色气泡产生，溶液由无色变为蓝色；3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
（4）①温度由T1继续升高到T2的过程中，气体逐渐变为无色，且混合气体总的物质的量增大，说明NO2发生分解反应，应生成NO与O2，方程式为：2NO2?2NO+O2，
故答案为：2NO2?2NO+O2；
②温度在T2-T3之间处于平衡状态，平衡时混合气体总的物质的量为3mol，起始加入1molN2O4，故平衡混合气体总质量=1mol×92g/mol=92g，混合气体的平均摩尔质量=$\frac{92g}{3mol}$=30.7g/mol，故混合气体的平均相对分子质量为30.7，
故答案为：30.7．

点评 本题考查无机物推断、化学实验、化学平衡等，注意一氧化氮的制备应在没有氧气条件下进行，（4）中方程式的书写为易错点，学生容易认为NO2转化为N2O4，忽略混合气体物质的量增大，题目难度中等．

练习册系列答案
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3．天然橡胶的化学组成是（　　）
A．聚氯乙烯B．聚丙烯C．聚异戊二烯D．聚乙烯
5．锰元素广泛分布在自然界中，其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用．
（1）金属锰可用铝热法制得．已知Al的燃烧热为c　kJ•mol-1，其余相关热化学方程式为：
3MnO2（s）═Mn3O4（s）+O2（g）△H1=a　kJ•mol-1
3Mn3O4（s）+8Al（s）═9Mn（s）+4Al2O3（s）△H2=b　kJ•mol-1
则3MnO2（s）+4Al（s）═3Mn（s）+2Al2O3（s）△H=a+$\frac{1}{3}$b-$\frac{4}{3}$c　kJ•mol-1（用含a、b、c的代数式表示）．
（2）MnCO3广泛用作锰盐原料．通过图1装置焙烧MnCO3可以制取MnO2，反应方程式为：2MnCO3（s）+O2（g）═2MnO2（s）+2CO2（g）．

①2MnCO3（s）+O2（g）?2MnO2（s）+2CO2（g）的化学平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）}{c（{O}_{2}）}$．
②用真空抽气泵不断抽气的目的除保证反应持续进行外，还有使平衡正向移动，提高MnCO3的转化率．
（3）MnO2常用作催化剂．MnO2催化降解甲醛的反应机理如图2所示，图中X表示的粒子是HCO3-，该反应的总反应方程式为HCHO+O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$CO2+H2O．
（4）MnSO4是重要微量元素肥料．用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得更好活性的MnO2，电解时总反应的离子方程式为：Mn2++2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$MnO2+H2↑+2H+，电解过程中阴极附近的pH增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）
2．实验室用如图所示装置制备溴苯，并验证该反应是取代反应．

（1）关闭F活塞，打开C活塞，在装有少量苯的三颈瓶中由A口加入少量溴，再加入少量铁屑，塞住A口，则三颈瓶中发生反应的化学方程式为：+Br2$\stackrel{催化剂}{→}$+HBr．
（2）D试管内装的是CCl4，其作用是吸收挥发出的苯蒸汽和溴．
（3）E试管内装的是AgNO3溶液，E试管内出现的现象为导管口产生大量的白雾、溶液中生成淡黄色沉淀．
（4）待三颈烧瓶中的反应即将结束时（此时气体明显减少），打开F活塞，关闭C活塞，可以看到的现象是水倒吸至三颈烧瓶中．
（5）上一步得到粗溴苯后，进一步分离提纯得到溴苯．
9．现有九种物质：①铁单质②K2O③Ba（OH）2•8H2O④硫酸钡⑤纯硫酸⑥液态的醋酸⑦石灰水⑧乙醇⑨熔化的硫酸钾．
（1）其中能导电的是①⑦⑨，属于电解质的是②③④⑤⑥⑨，
（2）③和⑤溶液混合后发生反应的离子方程式：2OH-+2H++SO42-+Ba2+=BaSO4↓+2H2O．
（3）下列三种情况下，离子方程式与（2）相同的是A．
A、向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至显中性
B、向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至SO42-恰好完全沉淀
C、向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至过量．
19．用惰性电极电解下列溶液，一段时间（时间较短）后，再加入一定质量的另一种物质（小括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（　　）
A．CuCl2（无水CuSO4）B．NaOH（H2O）C．NaCl（HCl气体）D．CuSO4（Cu（OH）2固体）
6．（1）写出下列物质的电子式：
①KOH ②CO2
（2）用电子式表示下列物质的形成过程：
③Na2S       ④H2O．
3．二氧化氮能形成二聚分子：2NO2（g）?N2O4（g）正反应放热，现欲测定NO2分子的相对质量，应采取的措施是（　　）
A．高温、低压B．低温、高压C．低温、低压D．高温、高压
4．草酸镍晶体（NiC2O4•2H2O）可用于制镍催化剂，某小组用废镍催化剂（成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等）制备草酸镍晶体的部分实验流程如下：

已知：①Ksp（CaF2）=1.46×10-10，Ksp（CaC2O4）=2.34×10-9．
②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表（开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1mol•L-1计算）．
金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Fe2+5.88.8
Al3+3.05.0
Ni2+6.79.5
（1）“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率．
（2）保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图．“酸浸”的适宜温度与时间分别为c（填字母）．

a.30℃、30min           b.90℃、150min     c.70℃、120min          d.90℃、120min
（3）证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是静置，在上层清液中继续滴加（NH4）2C2O4溶液，若不产生沉淀，则Ni2+已经沉淀完全；洗去（NH4）2SO4杂质、便于烘干、减少草酸镍晶体损失，将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用75%乙醇溶液洗涤、110℃下烘干，得草酸镍晶体．
（4）在除铁和铝工序中，应先加入H2O2氧化，再加氢氧化镍调节pH值的范围为5.0≤pH＜6.7，第2步中加入适量NH4F溶液的作用是除去杂质Ca2+．
（5）将得到的草酸镍晶体在真空中加热至320℃分解可重新制得单质镍催化剂，写出该制备过程的化学方程式：NiC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;320℃\;}}{\;}$Ni+2CO2↑+2H2O．

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