Question

11．短周期常见元素形成的物质A、B、C、D、E、F的转化关系如图1所示，物质A与物质B之间的反应不在溶液中进行（E可能与A、B两种物质中的某种相同，也可能不同）．请回答下列问题：

（1）若C是一种淡黄色离子化合物，B、E为同种气体，F是一种水溶液显碱性的正盐，写出C与D反应的化学方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．
（2）若A、B反应生成C是人工工业固氮的反应原理，D是双原子分子气态单质，其密度为3.17g/L（标准标况下），F在常温下是一种无色晶体，且受热易分解，写出实验室检验无机盐F中阳离子的方法：取待测样品少许置于试管中，加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝，则待测样品含铵根离子．
（3）若C是一种气体，D在常温下是一种无色无味的液体，E为无色气体，F是一种强酸．
①C与D反应的化学方程式3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
②有人认为“浓H₂SO₄可以干燥气体C”．甲同学为了验证该观点是否正确，用图2装置进行实验．实验过程中，在小铜块和浓硝酸刚开始反应的一段时间内浓H₂SO₄中未发现有气体逸出，且浓硫酸颜色加深，则你得出的结论是NO₂能溶于浓H₂SO₄，因而不能用浓H₂SO₄干燥NO₂．
③甲同学设计的实验中，装置Ⅲ的主要作用吸收尾气（NO₂），防止污染空气．
④甲同学在实验过程中装置Ⅲ内发生一氧化还原反应生成两种钠盐，其中一种是外观与食盐很相似的有毒物质亚硝酸盐，写出该反应的方程式2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O．

Answer 1

分析 （1）若C是一种淡黄色离子化合物判定为Na₂O₂，B、E为同种气体为氧气，则A为Na，过氧化钠和D反应得到F是一种水溶液显碱性的正盐，判断F为Na₂CO₃，D为CO₂；
（2）若A、B反应生成C是人工工业固氮的反应原理，判断为是氨气和氢气合成氨的反应，生成化合物C为NH₃，D是双原子分子气态单质，其密度为3.17g/L（标准标况下），则D的摩尔质量=3.17g/L×22.4L/mol=71g/mol，得到D为Cl₂，F在常温下是一种无色晶体，且受热易分解，结合转化关系判断为NH₄Cl；
（3）若C是一种气体，D在常温下是一种无色无味的液体，E为无色气体，F是一种强酸，推断C为NO₂，D为H₂O，F为HNO₃，E为NO，
①C与D反应是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；
②小铜块和浓硝酸刚开始反应的一段时间内浓H₂SO₄中未发现有气体逸出，且浓硫酸颜色加深，说明生成的二氧化氮溶解于浓硫酸；
③装置Ⅲ是尾气处理防止氮氧化物污染空气；
④甲同学在实验过程中装置Ⅲ内发生一氧化还原反应生成两种钠盐，其中一种是外观与食盐很相似的有毒物质亚硝酸盐，是二氧化氮和氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠、硝酸钠和水．

解答 解：（1）若C是一种淡黄色离子化合物判定为Na₂O₂，B、E为同种气体为氧气，则A为Na，过氧化钠和D反应得到F是一种水溶液显碱性的正盐，判断F为Na₂CO₃，D为CO₂，C与D反应的化学方程式为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（2）若A、B反应生成C是人工工业固氮的反应原理，判断为是氨气和氢气合成氨的反应，生成化合物C为NH₃，D是双原子分子气态单质，其密度为3.17g/L（标准标况下），则D的摩尔质量=3.17g/L×22.4L/mol=71g/mol，得到D为Cl₂，F在常温下是一种无色晶体，且受热易分解，结合转化关系判断为NH₄Cl，实验室检验无机盐F中阳离子是检验铵根离子的存在，设计实验为：取待测样品少许置于试管中，加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝，则待测样品含铵根离子，
故答案为：取待测样品少许置于试管中，加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝，则待测样品含铵根离子；
（3）若C是一种气体，D在常温下是一种无色无味的液体，E为无色气体，F是一种强酸，推断C为NO₂，D为H₂O，F为HNO₃，E为NO，
①C与D反应是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
 ②由现象实验过程中，浓H₂SO₄中未发现有气体逸出，可以得出NO₂能溶于浓硫酸中，
故答案为：NO₂能溶于浓H₂SO₄，因而不能用浓H₂SO₄干燥NO₂；
 ③甲同学设计的实验中，装置Ⅲ的主要作用是：吸收尾气（NO₂），防止污染空气，
故答案为：吸收尾气（NO₂），防止污染空气；
 ④甲同学在实验过程中装置Ⅲ内发生一氧化还原反应生成两种钠盐，其中一种是外观与食盐很相似的有毒物质亚硝酸盐，是二氧化氮和氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠、硝酸钠和水，反应的化学方程式为：2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O，
故答案为：2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O．

点评 本题考查无机物的推断，属于开放性题目，需要学生熟练掌握元素化合物知识，题目难度中等．