Question

17．用适当的文字或化学符合填空
（1）某溶液中可能含有HCO₃^-、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、CO₃^2-等阴离子．
当溶液中有大量H⁺存在时，则上述阴离子在溶液中不可能大量存在的是HCO₃^-、CO₃^2-．
当溶液中有大量Ba²⁺存在时，则上述阴离子在溶液中不可能大量存在的是SO₄^2-、CO₃^2-．
（2）硅是现代信息材料重要的物质，写出工业上制取粗硅的方程式2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（3）在铝制易拉罐中收集一满罐CO₂，加入过量浓NaOH溶液，立即把口封闭，可以发现易拉罐变瘪了；过了一会儿易拉罐又鼓起来了．请用离子方程式描述变化过程CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O、2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．
（4）氰（CN）₂的化学性质和卤素（X₂）很相似，化学上称为拟卤素，试写出（CN）₂与水反应的化学方程式：（CN）₂+H₂O=HCN+HCNO．
（5）比较法是化学中研究物质性质的基本方法之一，请运用比较法解答下题，Na₂O₂可能与所有的常量气态非金属氧化物反应．如2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，Na₂O₂+CO═Na₂CO₃．
通过比较可知，当非金属元素处于高价时，其氧化物与Na₂O₂反应有O₂生成；
试分别写出Na₂O₂与SO₂、SO₃反应的化学方程式：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄、2SO₃+2Na₂O₂=2Na₂SO₄+O₂↑．
（6）室温时，将盛有20mLNO₂和O₂混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，充分反应后，量筒内残留气体3mL，则原混合气体中NO₂的体积可能是13.6mL或17.8mL．

Answer 1

分析 （1）当溶液中有大量H⁺存在时，与HCO₃^-、CO₃^2-离子不能大量共存；当溶液中有大量Ba²⁺存在时，与Ba²⁺离子反应的离子不能大量共存；
（2）碳能与二氧化硅反应生成硅单质；
（3）CO₂能和氢氧化钠发生反应，氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，金属铝能和强碱反应生成氢气，利用瓶内压强变化来解释；
（4）根据氯气与水溶液的反应，类推（CN）₂与水的反应；
（5）依据所给的例子可以知道：当非金属氧化物有高低价态时，过氧化钠与低价态的非金属氧化物发生化合反应，生成该非金属的最高价态的含氧酸盐，此时没有氧气产生；当非金属氧化物有高低价态时，过氧化钠与最高价态的非金属氧化物反应生成该非金属的最高价态的含氧酸盐和氧气；
（6）因3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO①，2NO+O₂=2NO₂②，两种反应不断交替进行，所以综合为①×2+②得：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，①×2+②×3得：
 4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，NO₂、NO混合气体和O₂通入倒立在水槽中盛有水的量筒内，充分反应后，量筒里液面上升，最终剩余气体，剩余气体为一氧化氮或氧气，据此分析解答．

解答 解：（1）当溶液中有大量H⁺存在时，HCO₃^-、CO₃^2-离子与H⁺离子反应生成二氧化碳和水而不能大量共存，当溶液中有大量Ba²⁺存在时，SO₄^2-、CO₃^2-与Ba²⁺离子反应生成沉淀而不能大量共存，故答案为：HCO₃^-、CO₃^2-；SO₄^2-、CO₃^2-；
（2）碳能与二氧化硅反应生成硅单质，化学反应方程式：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，故答案为：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（3）CO₂能和氢氧化钠发生反应，CO₂被吸收，使罐内气体压强减小而被外界大气压压瘪；氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，金属铝能和强碱反应生成氢气，导致罐内气体压强又增大而重新鼓起，二氧化碳和氢氧化钠反应的实质是：2OH^-+CO₂═CO₃^2-+H₂O，氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为 Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；金属铝能和强碱反应的实质是：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O、2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）由Cl₂+H₂O=HCl+HClO可知，（CN）₂的化学性质和卤素很相似，则（CN）₂与水反应的化学方程式为（CN）₂+H₂O=HCN+HCNO，
故答案为：（CN）₂+H₂O=HCN+HCNO；
（5）二氧化硫是低价态的硫的氧化物，因此过氧化钠与二氧化硫发生化合反应，生成硫酸钠，反应的化学方程式为：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄，
三氧化硫是最高价态的硫的氧化物，因此过氧化钠与三氧化硫反应生成硫酸钠和氧气．反应的化学方程式为：2SO₃+2Na₂O₂=2Na₂SO₄+O₂↑；故答案为：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄、2SO₃+2Na₂O₂=2Na₂SO₄+O₂；
（6）3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO①，2NO+O₂=2NO₂②，两种反应不断交替进行，所以综合为①×2+②得：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，①×2+②×3得：
4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，将20ml的NO₂和O₂通入倒立在水槽中盛有水的量筒内，充分反应后，量筒里液面上升，最终剩余3ml气体，设20ml的混合气体中两种气体的体积分别为X
当剩余3ml气体为氧气时：依据
4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，
4     1
X     $\frac{X}{4}$
X+$\frac{X}{4}$+3=20
X=13，6ml
当剩余气体为NO，则剩余NO₂为9ml
4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，
4     1
X     $\frac{X}{4}$
X+$\frac{X}{4}$+9=20
X=8.8ml
原二氧化氮体积=8.8ml+9ml=17.8ml，故答案为：13.6mL或17.8mL．

点评 本题考查了氧化还原反应的有关计算，明确二氧化氮发生的反应是解本题关键，根据方程式中二氧化氮和一氧化氮和氧气关系式解答，题目难度中等．