Question

11．已知：A为淡黄色固体，E、X常温下为无色无味气体，A、B、C、D含有相同的金属离子，其转化关系如图1（部分产物已略去）．

请回答下列问题：
（1）B中所含化学键的类型是离子键、共价键．
（2）常温常压下，7.8g A与足量的水充分反应放出热量a kJ，写出该反应的热化学方程式：2Na₂O₂（s）+2H₂O（l）=4NaOH（aq）+O₂（g）△H=-20a kJ/mol．
（3）C也可转化为B，写出该转化的化学方程式Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
（4）将一定量的气体X通入2L B的溶液中，向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量，
产生的气体与盐酸物质的量的关系如图2（忽略气体的溶解和HCl的挥发）．
请回答：
a点溶液中所含溶质的化学式为Na₂CO₃和NaCl，
b点溶液中各离子浓度由大到小的关系是：c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）．
（5）①25℃时，将C溶液与氢氧化钡溶液混合可得不溶物F，F的Ksp=2.5×10^-9．现将该沉淀放入0.5mol/L的BaCl₂溶液中，其Ksp不变（填“增大”、“减小”或“不变”），组成不溶物F的阴离子在溶液中的浓度为5×10^-9 mol/L．
②已知25℃时硫酸钡的Ksp=1.0×10^-10，若向20mL硫酸钡的饱和溶液中逐滴加入8.0×10^-4mol/L的C溶液20mL，能否产生沉淀否（填“能”或“否”）．

Answer 1

分析 E、X常温下为无色无味气体，A为含金属离子的淡黄色固体化合物，能与水反应生成E与B，应是过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，则A为Na₂O₂，E为O₂，B为NaOH，B与X可以连续反应，可推知X为CO₂，C为Na₂CO₃，D为NaHCO₃，据此解答．

解答 解：E、X常温下为无色无味气体，A为含金属离子的淡黄色固体化合物，能与水反应生成E与B，应是过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，则A为Na₂O₂，E为O₂，B为NaOH，B与X可以连续反应，可推知X为CO₂，C为Na₂CO₃，D为NaHCO₃，
（l）B为NaOH，含有离子键、共价键，故答案为：离子键、共价键；
（2）常温常压下，7.8g Na₂O₂与足量的水充分反应放出热量a kJ，2mol Na₂O₂完全反应方程式的热量=a kJ×$\frac{2mol×78g/mol}{7.8g}$=20a kJ，反应热化学方程式为：2Na₂O₂（s）+2H₂O（l）=4NaOH（aq）+O₂（g）△H=-20a kJ/mol，
故答案为：2Na₂O₂（s）+2H₂O（l）=4NaOH（aq）+O₂（g）△H=-20a kJ/mol；
（3）碳酸钠也可转化为氢氧化钠，该转化的化学方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH，故答案为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（4）根据Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl、NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑知，Na₂CO₃转化为NaHCO₃、NaHCO₃转化为NaCl需要的HCl的物质的量相等，实际上产生气体之前消耗盐酸与产生二氧化碳消耗盐酸体积之比=3：2，所以溶液中还存在NaOH，说明原溶液中为NaOH、Na₂CO₃，结合方程式可知，溶液中n（NaOH）：n（Na₂CO₃）=1：2，故a点是氢氧化钠恰好与盐酸反应碳酸钠未反应，a点时溶液中的溶质是Na₂CO₃和NaCl，
b点时，碳酸钠恰好转化为碳酸氢钠，b点溶液中的溶质是NaHCO₃和NaCl，且n（NaHCO₃）：n（NaCl）=2：3，钠离子和氯离子不水解，根据元素守恒知c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-），NaHCO₃为强碱弱酸酸式盐，其溶液呈碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸氢根离子水解程度大于电离程度，碳酸氢根离子电离生成碳酸根离子，水和碳酸氢根离子都电离生成氢离子，所以c（H⁺）＞c（CO₃^2-），
故答案为：Na₂CO₃和NaCl；c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
（5）①F是BaCO₃，温度不变，溶度积常数不变，溶液中c（Ba²⁺）≈0.5mol/L，则溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{2.5×10{\;}^{-9}}{0.5}$mol/L=5×10^-9mol/L，
故答案为：不变；5×10^-9；
②已知25℃时硫酸钡的Ksp=1.0×10^-10，若向20mL硫酸钡的饱和溶液中逐滴加入8.0×10^-4mol/L的Na₂CO₃溶液20mL，混合后溶液中c（Ba²⁺）≈$\frac{1}{2}$×$\sqrt{1.0×10{\;}^{-10}}$mol/L=5.0×10^-6mol/L，则溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{1}{2}$×8.0×10^-4mol/L=4.0×10^-4mol/L，而5.0×10^-6×4.0×10^-4=2.0×10^-9＜2.5×10^-9，故没有沉淀产生，
故答案为：否．

点评 本题考查了无机物推断，涉及化学键、热化学方程式、离子浓度大小比较、溶度积有关计算等知识点，（4）为易错点，清楚发生的反应判断原溶液中溶质及物质的量关系是关键，题目难度中等．