Question

1．美国和欧洲的科学家合作，在同温层发现了破坏臭氧的X气体．X由A、B两种元素组成，已知A原子式量大于B原子，X标况下密度为4.6g/L，一定条件下X完全分解可得到两种双原子气体单质混合物，此时气体物质的量变为原来的2倍；17.15mg的X气体被0.080mol/L的酸性（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液35mL吸收，过量的Fe²⁺恰好被18.00mL 0.020mol/L的酸性KMnO₄溶液反应完全．
（1）X气体的化学式为Cl₂O₂；
（2）酸性（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液吸收X气体的离子方程式为Cl₂O₂+6Fe²⁺+4H⁺=6Fe³⁺+2Cl^-+2H₂O；
（3）与X组成元素相同的另一种气体Y是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂，它与X相比少一个A原子，Y能与许多化学物质发生爆炸爆炸反应，对光、热、震动、撞击和摩擦相当敏感，易分解发生爆炸；与有机物相遇则促进氧化而爆炸，加入某些气体稀释可降低爆炸性，下列可用作稀释Y的物质为：BC；
A．氢气 B．二氧化碳 C．氮气 D．甲烷
（4）Y对氰化物去除率可达85%以上，此时CN^-被氧化生成CO₂和N₂，请写出相关反应离子方程式2CN^-+2 ClO₂=2CO₂+N₂+2 Cl^-．

Answer 1

分析 X标况下密度为4.6g/L，X的相对分子量为：4.6g/L×22.4L/mol=103g/mol，一定条件下X完全分解可得到两种双原子气体单质混合物，此时气体物质的量变为原来的2倍，所以X是二氧化二氯，反应方程式为：Cl₂O₂=Cl₂+O₂；Fe²⁺和酸性KMnO₄溶液反应的离子5Fe²⁺～KMnO₄，而18.00mL 0.020mol/L的酸性KMnO₄溶液的物质的量为：18.00×10^-3L×0.020mol/L=3.6×10^-4mol，所以消耗亚铁的物质的量5×3.6×10^-4mol=1.8×10^-3mol，所以与17.15mg的X气体的物质的量为：$\frac{17.15×1{0}^{-3}g}{103g/mol}$=1.67×10^-4mol，反应消耗酸性（NH₄）₂Fe（SO₄）₂的物质的量为：0.080mol/L×35×10^-3L-1.8×10^-3mol=1×10^-3mol，所以n（Cl₂O₂）：n（Fe²⁺）=1：6，所以反应的离子方程式为Cl₂O₂+6Fe²⁺+4H⁺=6Fe³⁺+2Cl^-+2H₂O，由此分析解答．

解答 解：X标况下密度为4.6g/L，X的相对分子量为：4.6g/L×22.4L/mol=103g/mol，一定条件下X完全分解可得到两种双原子气体单质混合物，此时气体物质的量变为原来的2倍，所以X是二氧化二氯，反应方程式为：Cl₂O₂=Cl₂+O₂；Fe²⁺和酸性KMnO₄溶液反应的离子5Fe²⁺～KMnO₄，而18.00mL 0.020mol/L的酸性KMnO₄溶液的物质的量为：18.00×10^-3L×0.020mol/L=3.6×10^-4mol，所以消耗亚铁的物质的量5×3.6×10^-4mol=1.8×10^-3mol，所以与17.15mg的X气体的物质的量为：$\frac{17.15×1{0}^{-3}g}{103g/mol}$=1.67×10^-4mol，反应消耗酸性（NH₄）₂Fe（SO₄）₂的物质的量为：0.080mol/L×35×10^-3L-1.8×10^-3mol=1×10^-3mol，所以n（Cl₂O₂）：n（Fe²⁺）=1：6，所以反应的离子方程式为Cl₂O₂+6Fe²⁺+4H⁺=6Fe³⁺+2Cl^-+2H₂O，
（1）X气体的化学式为Cl₂O₂，故答案为：Cl₂O₂；
（2）Fe²⁺和酸性KMnO₄溶液反应的离子5Fe²⁺～KMnO₄，而18.00mL 0.020mol/L的酸性KMnO₄溶液的物质的量为：18.00×10^-3L×0.020mol/L=3.6×10^-4mol，所以消耗亚铁的物质的量5×3.6×10^-4mol=1.8×10^-3mol，所以与17.15mg的X气体的物质的量为：$\frac{17.15×1{0}^{-3}g}{103g/mol}$=1.67×10^-4mol，反应消耗酸性（NH₄）₂Fe（SO₄）₂的物质的量为：0.080mol/L×35×10^-3L-1.8×10^-3mol=1×10^-3mol，所以n（Cl₂O₂）：n（Fe²⁺）=1：6，所以反应的离子方程式为Cl₂O₂+6Fe²⁺+4H⁺=6Fe³⁺+2Cl^-+2H₂O，故答案为：Cl₂O₂+6Fe²⁺+4H⁺=6Fe³⁺+2Cl^-+2H₂O；
（3）与X组成元素相同的另一种气体Y是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂，它与X相比少一个A原子，则Y是二氧化氯，二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸爆炸反应，对光、热、震动、撞击和摩擦相当敏感，易分解发生爆炸，所以氢气不能稀释，而与有机物相遇则促进氧化而爆炸，所以甲烷不稀释，故选BC；
（4）二氧化氯氧化CN^-生成CO₂和N₂，反应离子方程式2CN^-+2 ClO₂=2CO₂+N₂+2 Cl^-，故答案为：2CN^-+2 ClO₂=2CO₂+N₂+2 Cl^-．

点评 本题考查无机物的推断，题目难度较大，注意根据元素守恒和常见物质的性质和存在进行推断，解题的关键是X物质确定，注意根据物质的量的关系确定反应方程式的书写．