Question

2．无机盐X仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，原子个数比为1：1：4．将23.8gX与水共热，生成一种有特殊臭味的气体单质A和某强酸的酸式盐溶液B，B的焰色反应呈黄色，在溶液B中加入足量的BaCl₂溶液，产生46.6g白色沉淀．请推测并回答：
（1）单质A有很强的氧化性，可用于净化空气，饮用水消毒等．A中组成元素的简单离子结构示意图为．
（2）X的化学式Na₂S₂O₈．
（3）实验室可通过低温电解B溶液制备X．该电解反应的化学方程式2NaHSO₄$\frac{\underline{\;电解\;}}{低温}$Na₂S₂O₈+H₂↑．
（4）X氧化能力强，对环境友好，可用于脱硝、脱硫．在碱性条件下，X氧化NO的离子方程式3S₂O₈^2-+2NO+8OH^-=6SO₄^2-+2NO₃^-+4H₂O．
（5）X溶液与铜反应时先慢后快．某同学认为除反应放热这一因素外，还有一种可能是反应生成的Cu²⁺对后续反应起催化作用，为此他设计了如下实验方案：取少量铜粉置于试管中，先加入少量CuSO₄溶液，再加入X溶液，振荡，观察现象．若加入硫酸铜溶液的反应快，说明Cu²⁺起了催化作用，反之Cu²⁺不起作用．
写出X与铜反应的化学方程式Na₂S₂O₈+Cu=Na₂SO₄+CuSO₄，判断该同学设计的验证方法合理性并说明理由该同学的验证方法不合理，因为加入CuSO₄溶液，反应速率快也可能是SO₄^2-起催化作用．

Answer 1

分析 无机盐X仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，23.8gX的物质的量为$\frac{23.8g}{238g/mol}$=0.1mol，X与水共热生成一种有特殊臭味的气体单质A和某强酸的酸式盐溶液B，B的焰色反应呈黄色，B中含有Na元素，则X含有Na元素，在溶液B中加入足量的BaCl₂溶液，产生46.6g白色沉淀，白色沉淀为BaSO₄，其物质的量为$\frac{46.6g}{233g/mol}$=0.2mol，根据S原子守恒可知X中含有2个S原子，B为NaHSO₄，X中三种元素原子个数比为1：1：4，该无机盐X可以表示为（NaSX₄）₂，则X元素相对原子质量为$\frac{238-（23+32）×2}{4}$=16，则X为O元素，故A为O₃，X为Na₂S₂O₈．

解答 解：无机盐X仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，23.8gX的物质的量为$\frac{23.8g}{238g/mol}$=0.1mol，X与水共热生成一种有特殊臭味的气体单质A和某强酸的酸式盐溶液B，B的焰色反应呈黄色，B中含有Na元素，则X含有Na元素，在溶液B中加入足量的BaCl₂溶液，产生46.6g白色沉淀，白色沉淀为BaSO₄，其物质的量为$\frac{46.6g}{233g/mol}$=0.2mol，根据S原子守恒可知X中含有2个S原子，B为NaHSO₄，X中三种元素原子个数比为1：1：4，该无机盐X可以表示为（NaSX₄）₂，则X元素相对原子质量为$\frac{238-（23+32）×2}{4}$=16，则X为O元素，故A为O₃，X为Na₂S₂O₈．
（1）单质A为O₃，组成元素的简单离子结构示意图为：，故答案为：；
（2）X的化学式为：Na₂S₂O₈，故答案为：Na₂S₂O₈；
（3）实验室可通过低温电解NaHSO₄溶液制备Na₂S₂O₈，该电解反应的化学方程式为：2NaHSO₄$\frac{\underline{\;电解\;}}{低温}$Na₂S₂O₈+H₂↑，
故答案为：2NaHSO₄$\frac{\underline{\;电解\;}}{低温}$Na₂S₂O₈+H₂↑；
（4）X氧化能力强，对环境友好，可用于脱硝、脱硫．在碱性条件下，Na₂S₂O₈氧化NO的离子方程式为：3S₂O₈^2-+2NO+8OH^-=6SO₄^2-+2NO₃^-+4H₂O，
故答案为：3S₂O₈^2-+2NO+8OH^-=6SO₄^2-+2NO₃^-+4H₂O；
（5）Na₂S₂O₈与铜反应的化学方程式：Na₂S₂O₈+Cu=Na₂SO₄+CuSO₄，该同学的验证方法不合理，因为加入CuSO₄溶液，反应速率快也可能是SO₄^2-起催化作用，
故答案为：Na₂S₂O₈+Cu=Na₂SO₄+CuSO₄；该同学的验证方法不合理，因为加入CuSO₄溶液，反应速率快也可能是SO₄^2-起催化作用．

点评 本题考查无机物推断，属于计算型推断，题目素材在中学中比较陌生，侧重考查学生计算能力、分析推理能力、元素化合物知识以及对知识的迁移运用能力，难度中等．