Question

9．掌握物质之间的转化，是学习元素化合物知识的基础．

（1）中学常见的某反应的化学方程式为：A+B→C+D+H₂O（未配平，反应条件略去）．若C、D均为气体，且都能使澄清石灰水变浑浊．
①请写出该反应的化学方程式2H₂SO₄（浓）+C$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CO₂↑+2H₂O+2SO₂↑；
②某探究性学习小组利用图1中所列装置实验，证明上述反应中有C、D生成．则a瓶对应的现象是品红溶液褪色，
b瓶溶液还可以用溴水或氯化铁溶液代替．
③装置d中所盛溶液是澄清石灰水．
（2）为研究硝酸置于适量的浓HNO₃和稀HNO₃中（如图2所示）．
①气球的作用是收集产生的气体，防止污染空气．
②A中，最终溶液变为浅绿色，发生反应的离子方程式是3Fe+8H⁺+2NO₃^-═3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O．
③B中，无明显变化，该同学进一步探究如下：
假设：Ⅰ常温下铁与浓硝酸不反应．
Ⅱ浓硝酸将铁片表面氧化形成致密的氧化膜，阻止反应进一步进行．
进行实验，将B中的铁片取出并洗净后，放入CuSO₄溶液中，无明显变化，则说明假设Ⅰ不成立（填“成立”或“不成立”）．

Answer 1

分析 （1）能使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳、二氧化硫，碳和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，二氧化硫能使品红溶液褪色，二氧化碳、二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，注意检验二氧化碳时要先排除二氧化硫的干扰，用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，也可用溴水或氯化铁，以此解答该题；
①C、D均能使石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳、二氧化硫，中学化学只有碳和浓硫酸反应可生成这二种气体；
②二氧化硫能使品红褪色，具有漂白性；另外SO₂还有还原性，能使溴水褪色；
③CO₂能使石灰水变浑浊；
（2）①氮的氧化物属于有毒气体，防止污染环境，要尾气处理；
②稀硝酸与铁反应生成硝酸亚铁、NO和水；
③Fe在常温下遇到浓硝酸会钝化；与硫酸铜溶液不反应，说明铁的表面生成了氧化膜．

解答 解：（1）①能使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳、二氧化硫，单质碳可以和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫，方程式为2H₂SO₄（浓）+C$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CO₂↑+2H₂O+2SO₂↑，故答案为：2H₂SO₄（浓）+C$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CO₂↑+2H₂O+2SO₂↑；
②利用SO₂的漂白性，用品红溶液检验二氧化硫，用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，也可用溴水或氯化铁溶液，然后用品红溶液检验二氧化硫是否除尽，然后将剩余气体通入澄清石灰水中检验二氧化碳，
故答案为：品红溶液褪色；溴水或氯化铁溶液；
③装置d中所盛溶液是澄清石灰水，用于检验二氧化碳气体，故答案为：澄清石灰水；
（2）①Fe与浓HNO₃和稀HNO₃反应分别生成二氧化氮和一氧化氮，氮的氧化物属于有毒气体，会污染空气，要尾气处理，所以用气球收集气体目的是防止污染空气；
故答案为：收集产生的气体，防止污染空气；
②稀硝酸与铁反应生成硝酸亚铁、NO和水，其反应的离子方程式为：3Fe+8H⁺+2NO₃^-═3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案为：3Fe+8H⁺+2NO₃^-═3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
③B中无明显变化，因为Fe在常温下遇到浓硝酸会钝化，不能反应生成二氧化氮气体，所以没有明显现象；将B中的铁片取出并洗净后，放入CuSO₄溶液中，与硫酸铜溶液不反应，说明铁的表面生成了氧化膜，因此 证明了浓硝酸将铁片表面氧化形成致密的氧化膜，则假设①不成立；
故答案为：浓硝酸将铁片表面氧化形成致密的氧化膜，阻止反应进一步进行；不成立．

点评 本题考查了元素化合物的性质，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳时要先排除二氧化硫的干扰，注意把握硝酸的性质以及实验设计的原理，难度不大，综合考查学生的分析能力和实验能力．