Question

2．某含氯化合物A由两种短周期元素组成，常温下该物质为气态，测得该气体对空气的相对密度为3.0，A溶于水可得只含单一溶质B的弱酸性溶液，B溶液在放置过程中其酸性会增强．常温下，气体A与NH₃反应生成离子晶体C、气体单质D和常见液体E，D为空气中含量最多的物质．气体A可用某一气体单质与潮湿的Na₂CO₃ 反应制得，同时生成两种钠盐．请回答下列问题：
（1）气体A的化学式为Cl₂O，气体单质D对应元素在周期表中的位置为第二周期第VA族．
（2）写出A溶于水生成弱酸B的化学方程式Cl₂O+H₂O=2HClO．
（3）气体A与NH₃反应的化学方程式为3Cl₂O+10NH₃=6NH₄Cl+2N₂+3H₂O，该反应体现气体A具有氧化性．
（4）试写出制取气体A的化学方程式为2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl．
（5）设计实验探究离子晶体C的成分为取少量晶体溶于水，分成两份于试管中；一份加入浓NaOH溶液、加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明含有NH₄⁺；另一份加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，证明含Cl^-，由此证明该晶体为NH₄Cl．

Answer 1

分析 某含氯化合物A由两种短周期元素组成，气体A与NH₃反应生成离子晶体C、气体单质D和常见液体E，D为空气中含量最多的物质，则D为N₂，常见液体E为H₂O，根据元素守恒可知，A为氯的氧化物，测得A气体对空气的相对密度为3.0，则其相对分子质量为3×29=87，故A分子中Cl原子数目为偶数，只能为2，则含有氧原子数目=$\frac{87-35.5×2}{16}$=1，故A为Cl₂O，可推知离子化合物C为NH₄Cl，A溶于水可得只含单一溶质B的弱酸性溶液，B溶液在放置过程中其酸性会增强，B为HClO，气体A可用某一气体单质与潮湿的Na₂CO₃反应制得，同时生成两种钠盐，由元素守恒可知，该单质气体为Cl₂，生成的两种钠盐只能为NaHCO₃、NaCl，据此解答．

解答 解：某含氯化合物A由两种短周期元素组成，气体A与NH₃反应生成离子晶体C、气体单质D和常见液体E，D为空气中含量最多的物质，则D为N₂，常见液体E为H₂O，根据元素守恒可知，A为氯的氧化物，测得A气体对空气的相对密度为3.0，则其相对分子质量为3×29=87，故A分子中Cl原子数目为偶数，只能为2，则含有氧原子数目=$\frac{87-35.5×2}{16}$=1，故A为Cl₂O，可推知离子化合物C为NH₄Cl，A溶于水可得只含单一溶质B的弱酸性溶液，B溶液在放置过程中其酸性会增强，B为HClO，气体A可用某一气体单质与潮湿的Na₂CO₃反应制得，同时生成两种钠盐，由元素守恒可知，该单质气体为Cl₂，生成的两种钠盐只能为NaHCO₃、NaCl．
（1）由上述分析可知，气体A的化学式为Cl₂O，气体单质D对应N元素在周期表中的位置为第二周期第VA族，
故答案为：Cl₂O；第二周期第VA族；
（2）A溶于水生成弱酸B的化学方程式：Cl₂O+H₂O=2HClO，故答案为：Cl₂O+H₂O=2HClO；
（3）气体A与NH₃反应的化学方程式为：3Cl₂O+10NH₃=6NH₄Cl+2N₂+3H₂O，反应中Cl的化合价降低，该反应体现气体Cl₂O具有氧化性，
故答案为：3Cl₂O+10NH₃=6NH₄Cl+2N₂+3H₂O；氧化；
（4）Cl₂与潮湿的碳酸钠反应生成Cl₂O，同时生成的两种钠盐只能为NaHCO₃、NaCl，化学方程式为：2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl，
故答案为：2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl；
（5）离子化合物C为NH₄Cl，实验探究离子晶体C的成分的方案为：取少量晶体溶于水，分成两份于试管中；一份加入浓NaOH溶液、加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明含有NH₄⁺；另一份加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，证明含Cl^-，由此证明该晶体为NH₄Cl，
故答案为：取少量晶体溶于水，分成两份于试管中；一份加入浓NaOH溶液、加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明含有NH₄⁺；另一份加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，证明含Cl^-，由此证明该晶体为NH₄Cl．

点评 本题考查无机物推断、实验方案设计等，侧重考查学生对知识的综合应用及逻辑推理能力，需要学生具备扎实的基础，难度较大．