题目内容

1.X、Y和W为原子序数依次递增的短周期元素,X和Y同主族,Y的氢化物和W的氢化物具有相同的电子数.在中学范围内X的单质只有氧化性,且是空气的主  要成份之一.

(1)写出实验室制取W2反应的离子方程式MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)某小组设计如图所示的装置,分别研究YX2和W2的性质.
分别通入YX2和W2,在装置A中观察到的现象是否相同相同(填“相同”或“不相同”);若装置D中装的是铁粉,当通入足量W2时观察到的现象为产生棕黄色的烟;若装置D中装的是五氧化二钒(作催化剂),当通入足量YX2时,打开K通入适量X2,化学反应方程式为2SO2+O2$?_{△}^{V_{2}O_{5}}$2SO3
(3)某同学将足量的YX2通入一支装有氯化钡溶液的试管,未见沉淀生成,再向该试管中加入过量的下列溶液也无沉淀生成的是BD(填字母).
A.氨水   B.稀盐酸    C.稀硝酸  D.氯化钙   E.双氧水    F.硝酸银.

分析 X、Y和W为原子序数依次增大的短周期元素,中学范围内X的单质只有氧化性,且是空气的主要成份之一,则X为O元素;X和Y同主族,则Y为S元素;Y和W的氢化物具有相同的电子数,氢化物电子数为18,结合原子序数可知W为Cl元素,
(1)实验室常用二氧化锰与浓盐酸反应准备氯气,反应生成氯化锰、氯气与水;
(2)二氧化硫与品红化合为无色物质,氯气与水反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,将品红氧化为无色物质;氯气与铜反应产生棕黄色的烟;二氧化硫在五氧化二钒作催化剂、加热条件下与氧气反应生成三氧化硫;
(3)二氧化硫溶于水,呈酸性,且具有还原性,故碱性物质能与二氧化硫在溶液在生成亚硫酸盐、强氧化性物质可以将二氧化硫氧化为硫酸,能与氯化钡反应生成亚硫酸钡、硫酸钡沉淀,硝酸银溶液与氯化钡溶液生成AgCl白色沉淀,据此解答.

解答 解:X、Y和W为原子序数依次增大的短周期元素,中学范围内X的单质只有氧化性,且是空气的主要成份之一,则X为O元素;X和Y同主族,则Y为S元素;Y和W的氢化物具有相同的电子数,氢化物电子数为18,结合原子序数可知W为Cl元素,
(1)实验室常用二氧化锰与浓盐酸反应准备氯气,反应生成氯化锰、氯气与水,反应离子方程式为:MnO2+4H++2Cl- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4H++2Cl- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)二氧化硫与品红化合物无色物质,氯气与水反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,将品红氧化为无色物质,二氧化硫与氯气都可以是品红溶液褪色,在装置A中观察到的现象是相同;氯气与铜反应产生棕黄色的烟;二氧化硫在五氧化二钒作催化剂、加热条件下与氧气反应生成三氧化硫,反应方程式为:2SO2+O2 $?_{△}^{V_{2}O_{5}}$2SO3 
故答案为:相同;产生棕黄色的烟;2SO2+O2 $?_{△}^{V_{2}O_{5}}$2SO3
(3)氨水溶液呈碱性,当加入氨水时,产生BaSO3白色沉淀;当加入HNO3或双氧水时,使溶液中H2SO3氧化成H2SO4,产生BaSO4白色沉淀;而硝酸银溶液与氯化钡溶液生成AgCl白色沉淀,故再加入盐酸、氯化钙溶液始终没有沉淀生成,
故答案为:BD.

点评 本题考查元素化合物推断、化学实验、元素化合物性质、常用化学用语、氧化还原反应应用等,(2)中注意根据电子转移守恒计算判断产物,侧重考查学生对知识的综合应用,难度中等.

练习册系列答案
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9.化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用.
(1)工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应,已知下列3个热化学方程式(K为平衡常数):
①4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)△H1=-1266.8kJ•mol-1  K1
②N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H2=180.5kJ•mol-1   K2
③4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H3  K3
则△H3=-905.8kJ•mol-1,K3=K1 •K22(用K1、K2表示).
(2)工业合成氨所用的氢气主要来自天然气与水的反应,但这种原料气中往往混有一氧化碳杂质,工业生产中通过如下反应来除去原料气中的CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2 (g)△H<0.
①一定条件下,反应达到平衡后,欲提高CO 的转化率,可采取的措施有可降低温度或增加水蒸气的浓度、降低二氧化碳或氢气的浓度等.
②在容积为2L的密闭容器中发生上述反应,其中c(CO)随反应时间(t)的变化如图甲中曲线Ⅰ,如果在t0时刻将容器容积扩大至4L,请在图甲中画出t0时刻后c(CO)随反应时间(t)的变化曲线.

(3)氨气的重要用途是合成尿素,一定条件下,NH3和CO2合成尿素的反应为2NH3+CO2?CO(NH22+H2O.当加料比例n(NH3):n(CO2)=4 时,CO2的转化率随反应时间(t)的变化如图乙所示,a点v (CO2)<b 点v(CO2)(填“>”、“<”或“=”),NH3的平衡转化率为30%.
(4)硫酸工业生产过程中产生的尾气可用氨水吸收,生成的(NH42SO3再与硫酸反应,将生成的SO2返回车间作生产硫酸的原料,而生成的(NH42SO4可作肥料.常温下,0.1mol•L-1(NH42SO4溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c(NH4+)>c(SO4 2-)>c(H+)>c(OH-);若某工厂中使用的是室温下0.1mol•L-1的氨水,那么该氨水的pH=11.15.(已知Kb(NH3•H2O)=2.0×10-5,$\sqrt{2}$=1.414,lg1.414=0.15)
13.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题.
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值.
 反应 大气固氮N2(g)+O2(g)?2NO(g) 工业固氮N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
 温度/℃ 27 2000 25 400 450
 K 3.8×10-310.1  5×108 0.5070.152 
①分析数据可知:大气固氮反应属于吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
②分析数据可知;人类不适合大规模模拟大气固氮的原因K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产.
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因从反应速率角度考虑,高温更好,但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适.
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下随温度变化的曲线,如图所示的图示中,正确的是A(填“A”或“B”);比较p1、p2的大小关系р2>р1

(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是N2+6e-+6H+=2NH3
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=+1530 kJ•mol-1(已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ.mol-1,2H2(g)+O2(g)?2H2O(l) H=-571.6kJ.mol-1

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