Question

3．含氯消毒剂和过氧化物等强氧化性消毒剂可防甲型H1N1流感．
（1）过碳酸钠是一种有多种用途的新型氧系固态漂白剂，化学式可表示为Na₂CO₃•3H₂O₂，它具有Na₂CO₃和H₂O₂的双重性质．
①H₂O₂有时可作为矿业废液消毒剂，如消除采矿业废液中的氰化物（如NaCN），经以下反应实现：NaCN+H₂O₂+H₂O═A+NH₃↑，则生成物A的化学式NaHCO₃
②某强酸性反应体系中，反应物和生成物共六种物质：
O₂、MnO₄^-、H₂O、Mn²⁺、H₂O₂、H⁺．已知该反应中H₂O₂只发生了如下过程：H₂O₂→O₂．
写出该反应的离子方程式：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑．
（2）某天然碱的化学式可表示为：aNa₂CO₃•bNaHCO₃•2H₂O，取m g天然碱溶于水配成溶液，再向溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸，标准状况下产生的CO₂的体积与所加盐酸体积之间的关系某同学作出了如图所示的A和B曲线，试回答下列问题：
①B曲线正确，天然碱的化学式为Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O，
②加盐酸后产生CO₂气体体积（标准状况）的最大值为112mL．
（3）常温下用氧缺位铁酸锌ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x转变为N₂，同时ZnFe₂O_y转变为ZnFe₂O₄．若2mol ZnFe₂O_y与足量NO₂可生成0.5mol N₂，则y=3．

Answer 1

分析 （1）①由元素守恒和原子守恒确定产物；
②由H₂O₂→O₂知，双氧水在反应中作还原剂，所以还必须有氧化剂参加反应，在反应中得电子化合价降低，根据化合价知，高锰酸根离子作氧化剂，还原产物是锰离子，同时反应后生成水，据此写出离子方程式；
（2）①依据图象分析，开始无二氧化碳气体生成，是碳酸钠和盐酸反应生成碳酸氢钠的过程，当碳酸钠全部转化为碳酸氢钠后，再加入盐酸和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，依据化学方程式计算得到样品中碳酸钠和碳酸氢钠物质的量对AB图象分析判断；
②根据计算出的碳酸钠和碳酸氢钠物质的量计算生成二氧化碳气体体积．
（3）依据氧化还原反应的电子守恒计算ZnFe₂O_y中Fe元素化合价，再根据化合物中的元素化合价代数为0计算y的值．

解答 解：（1）①由反应NaCN+H₂O₂+H₂O═A+NH₃↑，根据质量守恒定律可知，元素守恒、原子守恒，则A的化学式为NaHCO₃，故答案为：NaHCO₃；
②MnO₄^-具有氧化性，H₂O₂具有还原性，H₂O₂只发生了如下过程：H₂O₂→O₂，则还原反应为MnO₄^-→Mn²⁺，并由质量守恒定律及电荷守恒可知，离子反应为2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（2）①图象分析可知B图象：碳酸钠生成碳酸氢钠消耗盐酸2.5ml，碳酸氢钠生成二氧化碳消耗盐酸7.5ml-2.5ml=5ml，Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂+H₂O，则碳酸钠物质的量=0.0025L×1mol/L=0，0025mol，原混合物中的碳酸氢钠物质的量=0.005L×1mol/L-0.0025mol=0.0025mol，图象B合理，样品中碳酸钠和碳酸氢钠物质的量之比为1：1，天然碱的化学式为：Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O；
图象A分析：碳酸钠生成碳酸氢钠消耗盐酸0.006ml，碳酸氢钠生成二氧化碳消耗盐酸7.5ml-6.0ml=1.5ml，Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂+H₂O，则碳酸钠物质的量=0.006L×1mol/L=0.006mol，原混合物中的碳酸氢钠物质的量=0.0015L×1mol/L-0.006mol＜0，所以图象A不符合反应过程的定量关系，故A不合理；
故答案为：B；Na₂CO₃•NaHCO₃•2H₂O；
②依据计算图象B可知碳酸钠物质的量=0.0025mol，碳酸氢钠物质的量=0.0025mol，根据碳元素守恒得到最大量生成二氧化碳物质的量=0.005mol，标准状况生成二氧化碳体积=0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，故答案为：112；
（3）2mol ZnFe₂O_y与足量NO₂可生成0.5mol N₂，则ZnFe₂O_y被还原为ZnFe₂O₄，令ZnFe₂O_y中铁元素的化合价为a，根据电子转移守恒，可知2mol×2×（3-a）=0.5mol×2×4，解得a=2，化合价代数和为0，则2+2×2=2y，解得y=3，故答案为：3．

点评 本题考查了物质性质的实验探究方法和实验现象分析，反应的离子方程式书写，图象分析的计算判断，氧化还原反应电子转移数计算应用，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，掌握基础是关键，题目难度中等．