Question

17．中学化学常见物质A、B、C、D、X、Y，存在如图转化关系（部分物质和条件略去）请根据要求回答下列问题：

（1）若A为NaOH溶液，X为CO₂，D是沉淀，①则Y可为BD（填序号）．
A．SO₃         B．Ba（OH）₂          C．H₂SO₄           D．CaO
②A可与C反应生成B的离子方程式为HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O．
（2）若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，A与D反应生成一种化肥，
①实验室制备气体A的反应、收集和尾气处理装置如图依次为ACG．用此装置制备A的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．

②写出木炭与D的浓溶液在加热的条件下发生反应的化学方程式4HNO₃（浓）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2H₂O+4NO₂↑．
（3）若A和X均为单质，反应Ⅲ的现象是白色沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，
①检验B溶液中是否存在C的试剂可选用C（填序号）．
A．Cl₂       B．NaOH溶液         C．酸性KMnO₄         D．KSCN溶液
②C溶液在贮存时应加入少量X，其理由是（用离子方程式说明）2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺．
（4）若A金属，D为强碱，则：
①写出A与水反应生成D的离子方程式2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+2H₂↑．
②反应Ⅲ中，还原剂是Na₂O₂．
（5）若A为淡黄色固体单质，D是强酸，
①把一定量的锌与100mL 18.5mol•L^-1的D充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体M 33.6L（标准状况）．将反应后的溶液稀释到1L后溶液的c（H⁺）=0.1mol•L^-1，则下列叙述不正确的是B．

A．气体M是SO2和H2的混合物	B．气体M是SO2和H2的体积比为4：1
C．反应中共消耗锌97.5g	D．反应中共转移电子3mol

②为了分离气体M，并分别得到干燥的气体，某学生设计了如图实验装置，a、b为活塞，且每个装置中的溶液均过量．甲容器中盛C；乙容器中盛A（填字母）．
A．浓硫酸       B．稀硫酸       C．氢氧化钠溶液     D．氯化钡溶液

气体M实验时，关闭b，打开a，此时分离出的气体是H₂；当分离完一种气体后，关闭a，打开b，此时得到的气体是SO₂．

Answer 1

分析 （1）若A为NaOH溶液，X为CO₂，则B为Na₂CO₃，C为NaHCO₃，D是沉淀，Y可以是Ba（OH）₂ 或CaO；
（2）若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，应为为NH₃ ，A与D反应生成一种化肥，应生成硝酸铵，则B为NO，C为NO₂，D为HNO₃；
（3）若A和X均为单质，反应Ⅲ的现象是白色沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，A为Cl₂，X为Fe，B为FeCl₃，C为FeCl₂，Y为碱，D为Fe（OH）₂；
（4）若A金属，D为强碱，则A为Na，B为Na₂O，C为Na₂O₂，D为NaOH；
（5）若A为淡黄色固体单质，D是强酸，则A为S，B为 SO₂，C为 SO₃，D为H₂SO₄．
①Zn和浓硫酸发生：Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，随着反应的进行，溶液浓度减小，稀硫酸与Zn发生：Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑，由方程式可知，参加反应Zn的物质的量等于气体物质的量，故n（Zn）=n（气体）=$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，溶液中n（SO₄^2-）=n（ZnSO₄）+n_剩余（H₂SO₄）=1.5mol+1L×0.05mol/L=1.55mol，由S原子守恒可知，生成SO₂为0.1L×18.5mol/L-1.55mol=0.3mol，由于n（SO₂）＜1.5mol，则生成的气体为SO₂和的H₂混合物，而氢气物质的量为1.5mol-0.3mol=1.2mol；
②分离H₂和SO₂，并分别得到干燥的气体，由实验装置可知，丙（分液漏斗）中为稀硫酸，甲中为NaOH溶液，混合气体进入甲中二氧化硫与NaOH反应，而氢气不能反应，则从甲中逸出氢气，然后利用乙中浓硫酸干燥即可得到干燥的氢气，然后打开分液漏斗的活塞，发生盐酸与亚硫酸钠的反应生成二氧化硫气体，再通过乙中浓硫酸干燥得到干燥的二氧化硫气体，以此来解答．

解答 解：（1）若A为NaOH溶液，X为CO₂，则B为Na₂CO₃，C为NaHCO₃，D是沉淀，Y可以是Ba（OH）₂ 或CaO，分别得到BaCO₃、CaCO₃沉淀，A可与C反应生成B的离子方程式为HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案为：BD；HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，应为为NH₃ ，A与D反应生成一种化肥，应生成硝酸铵，则B为NO，C为NO₂，D为HNO₃，
①实验室用A制备氨气，用C收集氨气，因氨气的密度比空气小，吸收尾气时应防止倒吸，可用G，实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制备氨气，方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案为：ACG；2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②浓硝酸与碳在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，方程式为4HNO₃（浓）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2H₂O+4NO₂↑，
故答案为：4HNO₃（浓）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2H₂O+4NO₂↑；
（3）若A和X均为单质，反应Ⅲ的现象是白色沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，A为Cl₂，X为Fe，B为FeCl₃，C为FeCl₂，Y为碱，D为Fe（OH）₂，亚铁离子具有还原性，可与高锰酸钾发生氧化还原反应，可用高锰酸钾溶液检验，可观察到溶液紫色褪去，为防止亚铁离子变质，可加入Fe，反应的离子方程式为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案为：C；2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）若A金属，D为强碱，则A为Na，B为Na₂O，C为Na₂O₂，D为NaOH，
①钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+2H₂↑，故答案为：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+2H₂↑；
②过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠，反应中过氧化钠既是氧化剂也是还原剂，故答案为：Na₂O₂；
（5）①Zn和浓硫酸发生：Zn+2H₂SO₄（浓）=ZnSO₄+SO₂↑+H₂O，随着反应的进行，溶液浓度减小，稀硫酸与Zn发生：Zn+H₂SO₄（稀）=ZnSO₄+H₂↑，由方程式可知，参加反应Zn的物质的量等于气体物质的量，故n（Zn）=n（气体）=$\frac{33.6L}{22.4L/mol}$=1.5mol，溶液中n（SO₄^2-）=n（ZnSO₄）+n_剩余（H₂SO₄）=1.5mol+1L×0.05mol/L=1.55mol，由S原子守恒可知，生成SO₂为0.1L×18.5mol/L-1.55mol=0.3mol，由于n（SO₂）＜1.5mol，则生成的气体为SO₂和的H₂混合物，而氢气物质的量为1.5mol-0.3mol=1.2mol．
A．气体Y为SO₂和H₂的混合物，且V（SO₂）：V（H₂）=1：4，故A正确；
B．气体Y为SO₂和H₂的混合物，且V（SO₂）：V（H₂）=1：4，故B错误；
C．反应中共消耗金属Zn的质量m（Zn）=1.5mol×65g/mol=97.5g，故C正确；
D．反应中转移的电子数目等于参加反应的Zn提供的电子，故反应中共转移电子1.5mol×2=3mol，故D正确．
故答案为：B；
②甲的作用为吸收二氧化硫，使其与氢气分离，则甲容器中盛碱液为NaOH；乙容器可干燥氢气、二氧化硫，具有吸收性，则乙中盛浓硫酸，气体M实验时，关闭b，打开a，此时分离出的气体是氢气，当分离完一种气体后，关闭a，打开b，发生盐酸与亚硫酸钠的反应生成二氧化硫气体，再通过乙中浓硫酸干燥得到干燥的二氧化硫气体，即这样得到的气体是SO₂，
故答案为：C；A；H₂； SO₂．

点评 本题考查无机物推断，涉及Na、S、N、Fe元素单质化合物性质用途转化，为高考常见题型和高频考点，把握物质的性质、发生的反应、实验装置的作用等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的综合应用，题目难度中等．