Question

9．A、B、C、D、E為原子序數(shù)遞增的短周期元素，在周期表中A是原子半徑最小的元素，B、C左右相鄰，C、D同主族，D和E的氣態(tài)氫化物具有相同的電子數(shù)，C的單質(zhì)只有氧化性．
（1）寫出實(shí)驗(yàn)室制取E₂反應(yīng)的離子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）A、C元素按原子個(gè)數(shù)比為1：1形成化合物的電子式；
（3）某小組設(shè)計(jì)如圖所示的裝置（圖中夾持和加熱裝置略去），分別研究DC₂和E₂的性質(zhì)．

①分別通入DC₂和E₂，在裝置A中觀察到的現(xiàn)象是否相同（填“相同”或“不相同”）相同；若裝置D中裝的是鐵粉，當(dāng)通入E₂時(shí)D中觀察到的現(xiàn)象為產(chǎn)生棕黃色的煙；若裝置D中裝的是五氧化二釩，當(dāng)通入DC₂時(shí)，打開K通入適量C₂，化學(xué)反應(yīng)方程式為2SO₂+O₂2SO₃．
②若裝置B中裝有5.0mL l.0×10^-3mol/L的碘水，當(dāng)通入足量E₂完全反應(yīng)后，轉(zhuǎn)  移了5.0×10^-5mol電子，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl．
（4）某同學(xué)將足量的DC₂通入一支裝有氯化鋇溶液的試管，未見沉淀生成，向該試管中加入過量（填字母）AC，可以看到白色沉淀生成；
A、氨水    B、稀鹽酸   C、稀硝酸    D、氯化鈣
（5）若由元素D和C組成一2價(jià)酸根Z，Z中D和C的質(zhì)量比為D：C=4：3，當(dāng)E₂與含Z的溶液完全反應(yīng)后，有淺黃色沉淀產(chǎn)生，取上層清液加入氯化鍘溶液，有白色沉淀產(chǎn)生．與出E₂與Z的溶液完全反應(yīng)產(chǎn)生淺黃色沉淀的離子方程式S₂O₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+S↓2Cl^-+2H⁺．
（6）A、B、C三種元素組成的堿性物質(zhì)N，A、B、C、D和一種常見金屬元素組成相對(duì)分子質(zhì)量為392的化合物M，1molM中含有6mol結(jié)晶水，對(duì)化合物M進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
a．取含有0.1molM的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生白色沉淀和4.48L（標(biāo)況）無(wú)色刺激性氣味氣體，經(jīng)一段時(shí)間白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褪色；
b．另以含有0.1molM的溶液，加入過量BaCl₂溶液產(chǎn)生46.6g白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解．
①M(fèi)的化學(xué)式為（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O．
②在25℃下，測(cè)定濃度均為amol/L的化合物N和M的混合溶液pH=7，且含金屬離子的濃度為bmol/L，則溶液里除H⁺、金屬陽(yáng)離子外的陽(yáng)離子濃度為4a-2bmol/L．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E為原子序數(shù)遞增的短周期元素，在周期表中A是原子半徑最小的元素，則A為H元素；B、C左右相鄰，C、D同主族，D和E的氣態(tài)氫化物具有相同的電子數(shù)，且C的單質(zhì)只有氧化性，則B為N元素、C為O元素、D為S元素、E為Cl．
（1）實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下制備氯氣，反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水；
（2）A、C元素按原子個(gè)數(shù)比為1：1形成化合物為H₂O₂；
（3）①二氧化硫能和品紅化合生成無(wú)色物質(zhì)，氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，可以使品紅溶液褪色；D中氯氣與Fe反應(yīng)生成氯化鐵，生成棕黃色的煙；
若裝置D中裝的是五氧化二釩，當(dāng)通入SO₂時(shí)，打開K通入適量O₂，反應(yīng)生成三氧化硫；
②令碘元素在氧化產(chǎn)物中的化合價(jià)為a，則根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得a=+5，所以碘單質(zhì)被氧化為HIO₃，據(jù)此書寫方程式；
（4）當(dāng)加入氨水時(shí)，使該溶液變?yōu)閴A性，產(chǎn)生BaSO₃白色沉淀（或當(dāng)加入HNO₃時(shí)，使溶液中H₂SO₃氧化成H₂SO₄，產(chǎn)生BaSO₄白色沉淀）；
（5）由元素S和O組成-2價(jià)酸根Z，Z中S與O的質(zhì)量比為4：3，則n（S）：n（O）=$\frac{4}{32}$：$\frac{3}{16}$=2：3，則Z為S₂O²₃^-，當(dāng)Cl₂與含S₂O²₃^-的溶液完全反應(yīng)后，有淺黃色沉淀產(chǎn)生，說明生成S單質(zhì)，取上層清液加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，說明生成SO₄^2-，氯氣被還原為為Cl^-，根據(jù)守恒配平書寫離子方程式；
（6）由H、N、O三種元素組成的堿性物質(zhì)N為NH₃．H₂O．由H、N、O、S和Fe五種元素組成的式量為392的化合物M，M的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生白色沉淀和無(wú)色刺激性氣味氣體，過一段時(shí)間白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，可知Y中含有Fe²⁺、NH₄⁺，NH₄⁺為0.2mol，另取M的溶液，加入過量BaCl₂溶液產(chǎn)生白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解，則M中含有SO₄^2-離子，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{46.6}{233g/mol}$=0.2mol，由硫酸根守恒可知，1molM含有1mol（NH₄）₂SO₄、1molFeSO₄，又1mol M中含有6mol結(jié)晶水，故M化學(xué)式為：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，相對(duì)分子質(zhì)量為392．

解答 解：A、B、C、D、E為原子序數(shù)遞增的短周期元素，在周期表中A是原子半徑最小的元素，則A為H元素；B、C左右相鄰，C、D同主族，D和E的氣態(tài)氫化物具有相同的電子數(shù)，且C的單質(zhì)只有氧化性，則B為N元素、C為O元素、D為S元素、E為Cl．
（1）實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下制備氯氣，反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水，反應(yīng)離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）A、C元素按原子個(gè)數(shù)比為1：1形成化合物為H₂O₂，電子式為，故答案為：；
（3）①二氧化硫與品紅化合物無(wú)色物質(zhì)，氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，將品紅氧化為無(wú)色物質(zhì)，二氧化硫與氯氣都可以是品紅溶液褪色，在裝置A中觀察到的現(xiàn)象是相同；
氯氣與鐵反應(yīng)產(chǎn)生棕黃色的煙；二氧化硫在五氧化二釩作催化劑、加熱條件下與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，反應(yīng)方程式為：2SO₂+O₂2SO₃，
故答案為：相同；產(chǎn)生棕黃色的煙；2SO₂+O₂2SO₃；
②若裝置B中裝有5.0mL 1.0×10^-3mol/L的碘水，當(dāng)通入足量Cl₂完全反應(yīng)后，轉(zhuǎn)移的電子為5.0×10^-5mol，令碘元素在氧化產(chǎn)物中的化合價(jià)為a，則根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得a=+5，所以碘單質(zhì)被氧化為HIO₃，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，
故答案為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（4）當(dāng)加入氨水時(shí)，使該溶液變?yōu)閴A性，產(chǎn)生BaSO₃白色沉淀（或當(dāng)加入HNO₃時(shí)，使溶液中H₂SO₃氧化成H₂SO₄，產(chǎn)生BaSO₄白色沉淀），
故選：AC；
（5）由元素S和O組成-2價(jià)酸根Z，Z中S與O的質(zhì)量比為4：3，則n（S）：n（O）=$\frac{4}{32}$：$\frac{3}{16}$=2：3，則Z為S₂O²₃^-，當(dāng)Cl₂與含S₂O²₃^-的溶液完全反應(yīng)后，有淺黃色沉淀產(chǎn)生，說明生成S單質(zhì)，取上層清液加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，說明生成SO₄^2-，氯氣被還原為為Cl^-，反應(yīng)離子方程式為：S₂O₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+S↓2Cl^-+2H⁺，
故答案為：S₂O₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+S↓2Cl^-+2H⁺；
（6）由H、N、O三種元素組成的堿性物質(zhì)N為NH₃．H₂O．由H、N、O、S和Fe五種元素組成的式量為392的化合物M，M的溶液加入過量濃NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生白色沉淀和無(wú)色刺激性氣味氣體，過一段時(shí)間白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，可知Y中含有Fe²⁺、NH₄⁺，NH₄⁺為0.2mol，另取M的溶液，加入過量BaCl₂溶液產(chǎn)生白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解，則M中含有SO₄^2-離子，n（SO₄^2-）=n（BaSO₄）=$\frac{46.6}{233g/mol}$=0.2mol，由硫酸根守恒可知，1molM含有1mol（NH₄）₂SO₄、1molFeSO₄，又1mol M中含有6mol結(jié)晶水，故M化學(xué)式為：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，相對(duì)分子質(zhì)量為392，
①由上述分析可知，M的化學(xué)式為：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O，故答案為：（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O；
②N是NH₃．H₂O，測(cè)定濃度均為a mol/L的化合物N和M的混合溶液呈中性，且含金屬離子的濃度為b mol/L，混合溶液中硫酸根離子濃度為2amol/L，根據(jù)電荷守恒得c（NH₄⁺）+2c（Fe ²⁺ ）=2c（SO₄^2-），所以c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）-2c（Fe ²⁺ ）=2×2amol/L-2bmol/L=（4a-2b）mol/L，
故答案為：4a-2b．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素化合物推斷、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、元素化合物性質(zhì)、常用化學(xué)用語(yǔ)、氧化還原反應(yīng)應(yīng)用等，（3）中注意根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算判斷產(chǎn)物，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用，難度較大．