Question

7．某短周期元素的原子最外层电子数为次外层的2倍，其单质甲可发生如下反应：
甲+乙$\stackrel{△}{→}$丙+丁+水．
（1）若丙为NO₂．
①甲与乙反应的化学方程式为C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
②火箭常用NO₂的二聚体N₂O₄作氧化剂，肼（N₂H₄）作燃料，已知：
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=-67.7kJ•mol^-1
N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ•mol^-1
2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ•mol^-1
试写出气态肼（N₂H₄）在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：2 N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-947.6kJ•mol^-1．
③肼又称联氨，广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池．肼燃料电池原理如右图所示，右边电极为正极（填“正极”、“负极”），左边电极上发生的电极反应式为N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂+4H₂O．
（2）若丙为SO₂．
①把乙滴入硫酸铜晶体中，观察到的现象是蓝色晶体变为白色粉末．
②SO₂气体有毒，多余的SO₂气体常用足量的NaOH溶液吸收，写出吸收液中离子浓度由大到小的顺序：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）．
③在氧化还原反应的过程中，氧化反应和还原反应同时发生，有关反应：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺反应的说法错误的是BC．
A．该反应为氧化反应
B．上述反应中若转移电子物质的量为0.05mol，则生成溶液的PH值为1
C．Fe₂（SO₄）₃、品红两种溶液都能使上述反应进行
D．通入Cl₂会降低SO₂的漂白作用．

Answer 1

分析 短周期元素的原子最外层电子数为次外层的2倍，则该元素为C元素．
（1）①若丙为NO₂，则乙为浓硝酸、丁为二氧化碳；
②已知：Ⅰ．N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=-67.7kJ•mol^-1
Ⅱ．N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ•mol^-1
Ⅲ．2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ•mol^-1
根据盖斯定律，Ⅱ×2-Ⅲ-Ⅰ可得：2 N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）；
③左边Pt电极上，肼氧化生成氮气，则左边Pt电极为负极，右边Pt电极为正极；
（2）若丙为SO₂，则乙为浓硫酸．
①浓硫酸具有吸水性；
②SO₂气体用足量的NaOH溶液吸收生成Na₂SO₃，亚硫酸钠水解，溶液显碱性；
③A．元素化合价升高，发生氧化反应；
B．溶液体积未知，不能计算生成氢离子浓度；
C．SO₂使品红溶液褪色，不是氧化还原反应；
D．氯气具有氧化性，SO₂具有还原性，二者发生氧化还原反应，生成硫酸和盐酸．

解答 解：短周期元素的原子最外层电子数为次外层的2倍，则该元素为C元素．
（1）①丙是NO₂，则乙是浓硝酸，和碳反应氧化还原反应，反应方程式为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
②已知：Ⅰ．N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=-67.7kJ•mol^-1
Ⅱ．N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534.0kJ•mol^-1
Ⅲ．2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-52.7kJ•mol^-1
根据盖斯定律，Ⅱ×2-Ⅲ-Ⅰ可得：2 N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g），所以△H=-534.0 kJ/mol×2+67.7 kJ/mol+52.7 kJ/mol=-947.6kJ/mol，
故答案为：2 N₂H₄（g）+N₂O₄（g）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-947.6kJ•mol^-1；
③左边Pt电极上，肼氧化生成氮气，右侧通入氧气，则左边Pt电极为负极，右边Pt电极为正极，肼失去电子发生氧化反应，电极反应式为：N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂+4H₂O，
故答案为：正极； N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂+4H₂O；
（2）若丙为SO₂，则乙是浓硫酸，丁是CO₂．
①浓硫酸具有吸水性，可以吸收胆矾中的水分子，生成无水硫酸铜，所以蓝色晶体变白色粉末，
故答案为：蓝色晶体变为白色粉末；
②SO₂和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠水解，溶液显碱性，所以浓度大小顺序为c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）；
③A．二氧化硫失去电子发生氧化反应，故A正确；
B．每转移2mol电子，就生成4mol氢离子，所以若转移电子物质的量为0.05mol，则生成氢离子的物质的量为0.1mol，但溶液的体积是未知的，所以无法计算pH，故B错误；
C．Fe₂（SO₄）₃具有氧化性能氧化二氧化硫使反应进行，品红会结合二氧化硫形成不稳定的无色物质不能使氧化反应进行，故C错误；
D．氯气和二氧化硫反应，SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，所以通入Cl₂会降低SO₂的漂白作用，故D正确；
故选：BC．

点评 本题考查元素化合物性质、热化学方程式、原电池、盐类水解、氧化还原反应等，属于拼合型题目，注意对基础知识的理解掌握．