Question

11．研究氮、硫及卤素（F、Cl、Br、I）等单质及其化合物的反应在工农业生产、日常生活和环境保护中有重要意义．
（1）工业上利用氨在催化剂存在的情况下与氧气反应来制备生产硝酸所需要的一氧化氮，该反应的化学方程式为4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O．NH₃的电子式为．
硝酸生产过程中排放出来的一氧化氮是大气污染物之一，目前有一种治理方法，是在400℃左右且有催化剂存在的情况下，用氨把一氧化氮还原成无色无毒气体，直接排入空气中，有关反应的化学方程式为4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O．
（2）已知在加热条件下浓硫酸能将木炭粉氧化，该反应的化学方程式为2H₂SO₄（浓）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
某学习小组设计实验来验证上述反应所产生的各种产物，将该反应生成的气体依次通过①装有无水硫酸铜的U型管②装有品红溶液的洗气瓶③装有酸性KMnO₄溶液的洗气瓶④装有品红溶液的洗气瓶⑤装有澄清石灰水的烧杯
实验中能说明产物内含有CO₂的现象是④中品红溶液不褪色，⑤中溶液变浑浊．
（3）某学习小组欲探究氯气、溴单质、碘单质的氧化性强弱．该小组设计的实验操作依次为：①向NaBr溶液中通入氯气②向KI溶液中通入氯气
若要验证氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，你认为该小组同学还需完成的实验是Br₂+2I^-=2Br^-+I₂（用离子方程式表示）．
从原子结构的角度解释氯、溴、碘氧化性逐渐减弱的原因是同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱．

Answer 1

分析 （1）氨气催化氧化生成一氧化氮和水；NH₃属于共价化合物，不存在离子键，分子中存在3对共用电子对，氮原子最外层为8个电子；用氨把一氧化氮还原成无色无毒气体氮气，反应的方程式为：4NH₃+6NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O；
（2）加热条件下浓硫酸能将木炭粉氧化，生成二氧化碳和二氧化硫，反应方程式为：2H₂SO₄（浓）+C $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物中含有SO₂和CO₂，应先通入品红溶液，若品红褪色则证明含有二氧化硫，然后通入酸性的高锰酸钾溶液除去二氧化硫，再通入品红溶液检验二氧化硫是否除尽，最后通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，可以证明二氧化碳存在；
（3）还要检验溴单质与碘单质的氧化性强弱；氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，从原子结构角度可以得出同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱．

解答 解：（1）工业上利用氨在催化剂存在的情况下与氧气反应来制备生产硝酸所需要的一氧化氮，氨气催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O，NH₃属于共价化合物，不存在离子键，分子中存在3对共用电子对，氮原子最外层为8个电子，氨气的电子式为，
用氨把一氧化氮还原成无色无毒气体氮气，反应的方程式为：4NH₃+6NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$4NO+6H₂O，；4NH₃+6NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O；
（2）加热条件下浓硫酸能将木炭粉氧化，生成二氧化碳和二氧化硫，反应方程式为：2H₂SO₄（浓）+C $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物中含有SO₂和CO₂，应先通入品红溶液，若品红褪色则证明含有二氧化硫，然后通入酸性的高锰酸钾溶液除去二氧化硫，再通入品红溶液检验二氧化硫是否除尽，最后通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，可证明二氧化碳存在，
故答案为：2H₂SO₄（浓）+C $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；④中品红溶液不褪色，⑤中溶液变浑浊；
（3）还要检验溴单质与碘单质的氧化性强弱，所以离子反应方程式为：Br₂+2I^-=2Br^-+I₂；氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，从原子结构角度可以得出同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，故答案为：Br₂+2I^-=2Br^-+I₂；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱．

点评 本题考查卤素单质之间的置换反应的实验设计，把握单质的氧化性强弱及现象的分析为解答的关键，涉及氧化还原反应方程式的书写，题目难度不大．