Question

11．研究氮、硫及鹵素（F、Cl、Br、I）等單質及其化合物的反應在工農業(yè)生產、日常生活和環(huán)境保護中有重要意義．
（1）工業(yè)上利用氨在催化劑存在的情況下與氧氣反應來制備生產硝酸所需要的一氧化氮，該反應的化學方程式為4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O．NH₃的電子式為．
硝酸生產過程中排放出來的一氧化氮是大氣污染物之一，目前有一種治理方法，是在400℃左右且有催化劑存在的情況下，用氨把一氧化氮還原成無色無毒氣體，直接排入空氣中，有關反應的化學方程式為4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O．
（2）已知在加熱條件下濃硫酸能將木炭粉氧化，該反應的化學方程式為2H₂SO₄（濃）+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
某學習小組設計實驗來驗證上述反應所產生的各種產物，將該反應生成的氣體依次通過①裝有無水硫酸銅的U型管②裝有品紅溶液的洗氣瓶③裝有酸性KMnO₄溶液的洗氣瓶④裝有品紅溶液的洗氣瓶⑤裝有澄清石灰水的燒杯
實驗中能說明產物內含有CO₂的現象是④中品紅溶液不褪色，⑤中溶液變渾濁．
（3）某學習小組欲探究氯氣、溴單質、碘單質的氧化性強弱．該小組設計的實驗操作依次為：①向NaBr溶液中通入氯氣②向KI溶液中通入氯氣
若要驗證氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，你認為該小組同學還需完成的實驗是Br₂+2I^-=2Br^-+I₂（用離子方程式表示）．
從原子結構的角度解釋氯、溴、碘氧化性逐漸減弱的原因是同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱．

Answer 1

分析 （1）氨氣催化氧化生成一氧化氮和水；NH₃屬于共價化合物，不存在離子鍵，分子中存在3對共用電子對，氮原子最外層為8個電子；用氨把一氧化氮還原成無色無毒氣體氮氣，反應的方程式為：4NH₃+6NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O；
（2）加熱條件下濃硫酸能將木炭粉氧化，生成二氧化碳和二氧化硫，反應方程式為：2H₂SO₄（濃）+C $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；驗證濃硫酸與木炭在加熱條件下反應的產物中含有SO₂和CO₂，應先通入品紅溶液，若品紅褪色則證明含有二氧化硫，然后通入酸性的高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，再通入品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，最后通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，可以證明二氧化碳存在；
（3）還要檢驗溴單質與碘單質的氧化性強弱；氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，從原子結構角度可以得出同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱．

解答 解：（1）工業(yè)上利用氨在催化劑存在的情況下與氧氣反應來制備生產硝酸所需要的一氧化氮，氨氣催化氧化生成一氧化氮和水，反應的化學方程式為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O，NH₃屬于共價化合物，不存在離子鍵，分子中存在3對共用電子對，氮原子最外層為8個電子，氨氣的電子式為，
用氨把一氧化氮還原成無色無毒氣體氮氣，反應的方程式為：4NH₃+6NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$4NO+6H₂O，；4NH₃+6NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{400℃}$5N₂+6H₂O；
（2）加熱條件下濃硫酸能將木炭粉氧化，生成二氧化碳和二氧化硫，反應方程式為：2H₂SO₄（濃）+C $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，驗證濃硫酸與木炭在加熱條件下反應的產物中含有SO₂和CO₂，應先通入品紅溶液，若品紅褪色則證明含有二氧化硫，然后通入酸性的高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，再通入品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，最后通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，可證明二氧化碳存在，
故答案為：2H₂SO₄（濃）+C $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；④中品紅溶液不褪色，⑤中溶液變渾濁；
（3）還要檢驗溴單質與碘單質的氧化性強弱，所以離子反應方程式為：Br₂+2I^-=2Br^-+I₂；氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，從原子結構角度可以得出同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，故答案為：Br₂+2I^-=2Br^-+I₂；同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱．

點評 本題考查鹵素單質之間的置換反應的實驗設計，把握單質的氧化性強弱及現象的分析為解答的關鍵，涉及氧化還原反應方程式的書寫，題目難度不大．