Question

1．已知：A为淡黄色固体，E、X常温下为气体，A、B、C、D含有相同的金属离子，其转化关系如图1（部分产物已略去）．

请回答下列问题：
（1）B中所含化学键的类型是离子键、共价键．
（2）常温常压下，7.8g A与足量的水充分反应放出热量a kJ，写出该反应的热化学方程式2Na₂O₂（s）+2H₂O（l）=4NaOH（aq）+O₂（g）△H=-20akJ•mol^-1．
（3）①C也可转化为B，写出该转化的化学方程式Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．②B与D反应的离子方程式为HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O．
（4）将一定量的气体X通入2L B的溶液中，向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量，产生的气体与盐酸物质的量的关系如图2（忽略气体的溶解和HCl的挥发）．
请回答：a 点溶液中所含溶质的化学式为Na₂CO₃和NaCl，b 点溶液中各离子浓度由大到小的关系是c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）．

Answer 1

分析 E、X为空气中常见气体，A为含金属离子的淡黄色固体化合物，能与水反应生成E与B，应是过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，则A为Na₂O₂，E为O₂，B为NaOH，B与X可以连续反应，可推知X为CO₂，C为Na₂CO₃，D为NaHCO₃，
（1）氢氧化钠为离子化合物，含有离子键和共价键；
（2）常温常压下，7.8g过氧化钠的物质的量是0.1mol，与足量的水充分反应放出热量a kJ，则2mol过氧化钠与足量的水充分反应放出热量20a kJ，标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式；
（3）①碳酸钠可与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠；
②氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠和水；
（4）向溶液中逐滴加入稀盐酸，开始无气体产生，且未产生气体消耗的HCl的物质的量大于产生气体消耗的HCl的物质的量，说明氢氧化钠过量，HCl先与氢氧化钠反应，所以a点溶液中的溶质为NaCl、Na₂ CO₃，且碳酸钠的物质的量是氯化钠物质的量的2倍；b点为碳酸钠完全转化为碳酸氢钠，此时溶液为NaCl和碳酸氢钠的混合液，溶液中钠离子的浓度最大，其次是碳酸氢根离子，然后是氯离子，溶液为碱性，所以氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，则c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃ ^2-）

解答 解：（1）B为NaOH，含有离子键、共价键，
故答案为：离子键、共价键；
（2）常温常压下，7.8g Na₂O₂与足量的水充分反应放出热量a kJ，2mol Na₂O₂完全反应方程式的热量=a kJ×$\frac{2mol×78g/mol}{7.8g}$=20a kJ，反应热化学方程式为：2Na₂O₂（s）+2H₂O（l）=4NaOH（aq）+O₂（g）△H=-20a kJ/mol，
故答案为：2Na₂O₂（s）+2H₂O（l）=4NaOH（aq）+O₂（g）△H=-20a kJ•mol^-1；
（3）①碳酸钠也可转化为氢氧化钠，该转化的化学方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH，
故答案为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
②氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠与水，反应离子方程式为：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，
故答案为：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（4）根据Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl、NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑知，Na₂CO₃转化为NaHCO₃、NaHCO₃转化为NaCl需要的HCl的物质的量相等，实际上产生气体之前消耗盐酸与产生二氧化碳消耗盐酸体积之比=3：2，所以溶液中还存在NaOH，说明原溶液中为NaOH、Na₂CO₃，结合方程式可知，溶液中n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=1：2，故a点是氢氧化钠前后与盐酸反应碳酸钠未反应，a点时溶液中的溶质是Na₂CO₃和NaCl，
b点时，碳酸钠恰好转化为碳酸氢钠，b点溶液中的溶质是NaHCO₃和NaCl，且n（NaHCO₃）：n（NaCl）=2：3，钠离子和氯离子不水解，根据元素守恒知c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-），NaHCO₃为强碱弱酸酸式盐，其溶液呈碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸氢根离子水解程度大于电离程度，碳酸氢根离子电离生成碳酸根离子，水和碳酸氢根离子都电离生成氢离子，所以c（H⁺）＞c（CO₃^2-），
故答案为：Na₂CO₃和NaCl；c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；

点评 本题考查了无机物推断，涉及热化学方程式、离子浓度大小比较等知识点，清楚发生的反应判断原溶液中溶质及物质的量关系是关键，题目难度中等．