题目内容

18．（Ⅰ）浓硝酸与浓盐酸混合过程中会产生少量的黄绿色气体单质X、化合物M和无色液体，化合物M中所有原子均达到8电子的稳定结构．2mol M加热分解生成1mol氧化产物X和2mol无色气体Y，Y遇到空气呈现红棕色．
（1）镁与气体X反应产物的电子式．
（2）浓硝酸与浓盐酸反应的化学方程式为HNO3+3HCl=Cl2↑+NOCl+2H2O．
（3）化合物M水解生成两种酸，为非氧化还原反应，该反应的化学方程式为NOCl+H2O=HNO2+HCl．
（Ⅱ）石油铁储罐久置未清洗易引发火灾，经分析研究，事故是由罐体内壁附着的氧化物甲与溶于石油中的气态氢化物乙按1：3反应生成的物质丙自燃引起的．某研究小组将一定量的丙粉末投入足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色固体和气体乙，乙在标准状况下的密度为1.52g•L-1．过滤后向滤液（假设乙全部逸出）中加入足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，过滤、洗涤、灼烧后的固体质量为24g．已知气体乙可溶于水．请回答下列问题：
（4）甲的化学式为Fe2O3．
（5）丙在盐酸中反应的化学方程式为Fe2S3+4H+=2H2S↑+2Fe2++S．
（6）丙与盐酸反应后的滤液暴露在空气中一段时间颜色加深，其原因是（用离子方程式表示）4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O．
（7）为消除石油铁储罐的火灾隐患，下列措施可行的是（填编号）AD．
A．石油入罐前脱硫                B．定期用酸清洗罐体
C．罐体内壁涂刷油漆              D．罐体中充入氮气．

分析 Ⅰ．Y遇到空气呈现红棕色，则Y为NO，浓硝酸与浓盐酸混合过程中会产生少量的黄绿色气体单质X、化合物M和无色液体，则浓硝酸与浓盐酸发生氧化还原反应，X为Cl2，化合物M中所有原子均达到8电子的稳定结构，2molM加热分解生成lmol X和2mol无色气体Y，根据元素守恒和电子得失守恒可推断，M为NOCl，无色液体为水；
Ⅱ．向丙与浓盐酸反应后的滤液（假设乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，则滤液中含有亚铁离子，灼烧后的固体为氧化铁，质量为24g，氧化铁物质的量为$\frac{24g}{160g/mol}$=0.15mol，则铁的物质的量为0.3mol．丙粉末投人足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色沉淀和气体乙，则淡黄色沉淀为S，物质的量为$\frac{4.8g}{32g/mol}$=0.15mol，乙在标准状况下的密度为1.52g•L-1，则乙的相对分子质量为1.52×22.4=34，气体乙可溶于水，则乙为H2S，在丙中铁元素与硫单质的物质的量之比为2：1，而氧化物甲与气态氢化物乙按1：3反应生成的物质丙，根据元素守恒和电子得失守恒可推断甲为Fe2O3，丙为Fe2S3，甲与乙发生的反应生成丙的反应为Fe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2O，丙在盐酸中发生反应为Fe2S3+4HCl=2H2S↑+2FeCl2+S，符合题中条件．

解答 解：Ⅰ．Y遇到空气呈现红棕色，则Y为NO，浓硝酸与浓盐酸混合过程中会产生少量的黄绿色气体单质X、化合物M和无色液体，则浓硝酸与浓盐酸发生氧化还原反应，X为Cl2，化合物M中所有原子均达到8电子的稳定结构，2molM加热分解生成lmol X和2mol无色气体Y，根据元素守恒和电子得失守恒可推断，M为NOCl，无色液体为水．
（1）X为Cl2，镁与气体X反应产物为氯化镁，其的电子式为，
故答案为：；　　　　
（2）浓硝酸和浓盐酸反应的化学方程式为：HNO3+3HCl=Cl2↑+NOCl+2H2O，
故答案为：HNO3+3HCl=Cl2↑+NOCl+2H2O；
（3）M为NOCl，M水解生成两种酸，为非氧化还原反应，根据化合价可知，应生成亚硝酸和盐酸，反应的化学方程式为NOCl+H2O=HNO2+HCl，
故答案为：NOCl+H2O=HNO2+HCl；
Ⅱ．向丙与浓盐酸反应后的滤液（假设乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，则滤液中含有亚铁离子，灼烧后的固体为氧化铁，质量为24g，氧化铁物质的量为$\frac{24g}{160g/mol}$=0.15mol，则铁的物质的量为0.3mol．丙粉末投人足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色沉淀和气体乙，则淡黄色沉淀为S，物质的量为$\frac{4.8g}{32g/mol}$=0.15mol，乙在标准状况下的密度为1.52g•L-1，则乙的相对分子质量为1.52×22.4=34，气体乙可溶于水，则乙为H2S，在丙中铁元素与硫单质的物质的量之比为2：1，而氧化物甲与气态氢化物乙按1：3反应生成的物质丙，根据元素守恒和电子得失守恒可推断甲为Fe2O3，丙为Fe2S3，甲与乙发生的反应生成丙的反应为Fe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2O，丙在盐酸中发生反应为Fe2S3+4HCl=2H2S↑+2FeCl2+S，符合题中条件．
（4）由上述分析可知，甲的化学式为Fe2O3，故答案为：Fe2O3；
（5）丙在盐酸中反应的离子方程式为：Fe2S3+4H+=2H2S↑+2Fe2++S，
故答案为：Fe2S3+4H+=2H2S↑+2Fe2++S；
（6）丙与盐酸反应后的滤液暴露在空气中一段时间颜色加深，其原因是（用离子方程式表示）：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，
故答案为：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O；
（7）要消除火灾隐患，即不能产生丙物质，也就是不能出现氧化铁和硫化氢，所以可以采取石油入罐前脱硫和罐体中充入氮气防止铁被氧化的方法，故选：AD．

点评 本题考查无机物推断，涉及物质中学基本不接触，侧重考查学生分析推理能力、知识迁移应用能力，难度较大．

练习册系列答案
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8．为测定一置于空气中的某硫酸酸化的FeSO4溶液中Fe2+被氧化的百分率，某同学准确量取pH=1（忽略Fe2+、Fe3+的水解）的FeSO4溶液200mL，加入过量BaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得到沉淀28.0g；再另取同样的FeSO4溶液200mL，向其中加入过量NaOH溶液，搅拌使其充分反应，待沉淀全部变为红褐色后，过滤、洗涤并灼烧所得固体，最终得固体8.0g．
（1）写出反应中涉及的化学方程式（至少3个）
（2）通过计算，填写下表：
c（H+）c（SO42-）c（Fe2+、Fe3+）
注：c（Fe2+、Fe3+）表示Fe2+和Fe3+的总的物质的量的浓度
（3）计算原溶液中Fe2+被氧化的百分率．
9．常温下，0.01mol•L-1的碘酸（HIO3）或高锰酸（HMnO4）溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合，所得溶液显中性．请回答下列问题；
①0.01mol•L-1HIO3的pH为2．
②已知0.01mol•L-1高碘酸（HIO4）溶液中，由水电离产生的c（H+）为10-12mol•L-1，
将MnSO4滴入HIO4溶液中，溶液会变为紫红色，同时溶液中会产生IO3-，该反应的离子方程式是5IO4-+2Mn2++3H2O=5IO3-+2MnO4-+6H+．
6．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛．


（1）图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择b（填字母序号）．
a．碳棒             b．锌板            c．铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：锌等做原电池的负极，（失电子，Zn-2e-═Zn2+），不断遭受腐蚀，需定期拆换．
（2）图2中，钢闸门C做阴极．用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑，检测该电极反应产物的方法是湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气．
（3）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔．图3为“镁-次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金．
①E为该燃料电池的负极（填“正”或“负”）．F电极上的电极反应式为ClO-+2e-+H2O═Cl-+2OH-．
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因Mg+2H2O═Mg（OH）2+H2↑．
13．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．常温常压下，4.4g乙醛所含σ键数目为0.7NA
B．2.0g H218O与D2O的混合物中所含中子数为NA
C．标准状况下，5.6L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NA
D．50mL浓度为12mol•L-1盐酸与足量MnO2共热，转移的电子数为0.3NA
3．氨气是中学化学中常见的气体，其用途广泛．
（1）实验室制取氨气的化学方程式是2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O．
（2）工业上氨气可以由氢气和氮气合成如图1所示．
①该反应的热化学方程式是N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-93.36kJ/mol．
②随着温度的升高，该反应的化学平衡常数的变化趋势是减小．
③简述一种检查氨气是否泄露可采用的化学方法：将湿润的红色石蕊试纸接近容器，观察试纸是否变蓝，如果变蓝说明有氨气泄露（或蘸取浓盐酸接近容器，观察是否有白烟生成，如果有白烟生成说明管道泄露）．
（3）工业制硫酸的尾气中含较多的SO2，为防止污染空气，回收利用SO2，工业上常用氨水吸收法处理尾气．
①当氨水中所含氨的物质的量为3mol，吸收标准状况下44.8L SO2时，溶液中的溶质为（NH4）2SO3和NH4HSO3．
②（NH4）2SO3显碱性，用化学平衡原理解释NH4++H2O?NH3•H2O+H+SO32-+H2O?HSO3-+OH-，SO32-水解程度大于NH4+ 的水解程度使溶液中c（OH-）＞c（H+），溶液呈碱性．
（4）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，如图2是供氨水式燃料电池工作原理：
①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择碱性（填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液．
②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是CO2．
③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应是4NH3+3O2=2N2+6H2O，正极的电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-．
10．下列各选项中所述的两个量，前者一定大于后者的是（　　）
A．将pH=4的盐酸和醋酸分别稀释成pH=5的溶液时所加水的量
B．pH=10的NaOH和Na2CO3溶液中水的电离程度
C．相同温度下，10 mL 0.1mol/L的醋酸与100 mL 0.01mol/L的醋酸中H+的物质的量
D．物质的量浓度相等的（NH4）2SO4溶液与（NH4）2CO3溶液中NH${\;}_{4}^{+}$的物质的量浓度
7．下列叙述错误的是（　　）
A．置换反应一定是氧化还原反应
B．二氧化碳是非电解质
C．等质量的二氧化硫和氨气，前者体积大
D．坩埚、试管、蒸发皿都可以用酒精灯直接加热
8．下列叙述正确的是（　　）
A．硫酸钡难溶于水，在水溶液中不能导电，所以硫酸钡不是电解质
B．强电解质在水溶液中的导电性一定比弱电解质强
C．三氧化硫溶于水能导电，所以三氧化硫是电解质
D．硫酸、氢氧化钡、纯碱、苛性钠都是强电解质

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