Question

10．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和W的气态氢化物具有相同的电子数，一般情况下X的单质只有氧化性：
（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实验装置（图中夹持和加热装置略去），分别研究YX₂、W₂的性质．

①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”、“不相同”）；若装置D中装的是铁粉，当通入W₂时D中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，当通入YX₂时，打开K通入适量X₂，化学方程式为2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;V_{2}O_{5}\;}}{△}$2SO₃．
②若装置B中装入5.0mL1.0×10^-3mol/L的碘水，当通入足量W₂完全反应后，转移了5.0×10^-5mol电子，则该反应的化学方程式为5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl．
（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，向该试管中加入过量AC（填字母）可以看到白色沉淀生成．
A．氨水  B．稀盐酸  C．稀硝酸 D．氯化钙
（4）如由元素Y和X组成-2价酸根Z，Z中Y和X的质量比为Y：X=4：3，当W₂与含Z的溶液完全反应后，有浅黄色沉淀产生，取上层清液加入足量氯化钡溶液，有白色沉淀产生，且两种沉淀物质量相等．写出W₂与Z的溶液完全反应产生浅黄色沉淀的离子方程式：S₂O₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+S↓+2Cl^-+2H⁺．

Answer 1

分析 X、Y和W为原子序数依次增大的短周期元素，X的单质只有氧化性，为氧元素或氟元素，X和Y同主族，Y和W的气态氢化物具有相同的电子数，则X只能为O，则Y为S、W为Cl，
（1）实验室通常用二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下制备氯气；
（2）①二氧化硫与氯气都可以是品红溶液褪色；氯气与铁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；
②根据电子转移守恒计算I在氧化产物中化合价，确定氧化产物，据此书写方程式；
（3）当加入氨水时，使该溶液变为碱性，产生BaSO₃白色沉淀（或当加入HNO₃时，使溶液中H₂SO₃氧化成H₂SO₄，产生BaSO₄白色沉淀）；      
（4）由元素S和O组成-2价酸根Z，Z中Y和X的质量比为4：3，则n（S）：n（O）=$\frac{4}{32}$：$\frac{3}{16}$=2：3，则Z为S₂O²₃^-，当Cl₂与含S₂O²₃^-的溶液完全反应后，有浅黄色沉淀产生，说明生成S单质，取上层清液加入氯化钡溶液，有白色沉淀产生，说明生成SO₄^2-，氯气被还有为Cl^-，根据守恒配平．

解答 解：X、Y和W为原子序数依次增大的短周期元素，X的单质只有氧化性，为氧元素或氟元素，X和Y同主族，Y和W的气态氢化物具有相同的电子数，则X只能为O，则Y为S、W为Cl，
（1）实验室通常用二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下制备氯气，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）①二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；氯气与铁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$\frac{\underline{\;V_{2}O_{5}\;}}{△}$SO₃，
故答案为：相同；产生棕黄色的烟；2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;V_{2}O_{5}\;}}{△}$2SO₃；
②若装置B中装有5.0mL 1.0×10^-3mol/L的碘水，当通入足量Cl₂完全反应后，转移的电子为5.0×10^-5mol，令碘元素在氧化产物中的化合价为a，则根据电子转移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得a=+5，所以碘单质被氧化为HIO₃，则该反应的化学方程式为5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，
故答案为：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（3）当加入氨水时，使该溶液变为碱性，产生BaSO₃白色沉淀（或当加入HNO₃时，使溶液中H₂SO₃氧化成H₂SO₄，产生BaSO₄白色沉淀），
故答案为：AC；
（4）由元素S和O组成-2价酸根Z，Z中Y和X的质量比为4：3，则n（S）：n（O）=$\frac{4}{32}$：$\frac{3}{16}$=2：3，则Z为S₂O²₃^-，当Cl₂与含S₂O²₃^-的溶液完全反应后，有浅黄色沉淀产生，说明生成S单质，取上层清液加入氯化钡溶液，有白色沉淀产生，说明生成SO₄^2-，氯气被还有为Cl^-，反应离子方程式为：S₂O₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+S↓2Cl^-+2H⁺，
故答案为：S₂O₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+S↓+2Cl^-+2H⁺．

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，题目难度中等．