Question

5．A、B、C、D是短周期元素組成的非金屬單質(zhì)，其中B、C、D在常溫常壓下是氣體．其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖（有關(guān)反應(yīng)的條件及生成的H₂O已略去）．E是形成酸雨的污染物之一，F(xiàn)是常見的四原子10電子分子，化合物L(fēng)具有漂白性，可由Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)而制得．化合物J是由兩種元素組成的18電子分子，分子中原子個數(shù)比為1：2，其相對分子質(zhì)量為32，常溫下為液體．

請按要求填空：
（1）寫出F的電子式．
（2）寫出Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O．
（3）取16g J在B中完全燃燒生成C，恢復(fù)至101kPa、25℃，放出312kJ熱量．則J和B反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ/mol．
（4）寫出將E通入L的堿性溶液中的離子方程式ClO^-+SO₂+2OH^-═Cl^-+SO₄^2-+H₂O．
（5）J-空氣燃料電池是一種環(huán)境友好的堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30% KOH溶液．該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑．
（6）將標(biāo)況下1.12LE通入100mL0.5mol/L NaOH溶液中，得到一種酸性溶液，則該溶液中各種離子濃度由大到小的排列順序為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 A、B、C、D都是短周期非金屬單質(zhì)，其中B、C、D在常溫常壓下是氣體，化合物E是形成酸雨的污染物之一，則E為SO₂；由反應(yīng)①可推知A為S，B為O₂；化合物L(fēng)具有漂白性，可由Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)而制得，則L為NaClO；F是常見的四原子10電子分子，F(xiàn)應(yīng)為NH₃；氨氣與NaClO反應(yīng)生成J，J由兩種元素組成的18電子分子，分子中原子個數(shù)比為1：2，其相對分子質(zhì)量為32，常溫下為液體，則J為N₂H₄；J與氧氣反應(yīng)生成C，C為氮?dú)�，由反�?yīng)②可知D為H₂，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：A、B、C、D都是短周期非金屬單質(zhì)，其中B、C、D在常溫常壓下是氣體，化合物E是形成酸雨的污染物之一，則E為SO₂；由反應(yīng)①可推知A為S，B為O₂；化合物L(fēng)具有漂白性，可由Cl₂與NaOH溶液反應(yīng)而制得，則L為NaClO；F是常見的四原子10電子分子，F(xiàn)應(yīng)為NH₃；氨氣與NaClO反應(yīng)生成J，J由兩種元素組成的18電子分子，分子中原子個數(shù)比為1：2，其相對分子質(zhì)量為32，常溫下為液體，則J為N₂H₄；J與氧氣反應(yīng)生成C，C為氮?dú)�，由反�?yīng)②可知D為H₂，
（1）由上述分析可知，F(xiàn)為氨氣，氨氣為共價化合物，其電子式為：，
故答案為：，
（2）氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
（3）N₂H₄在O₂中完全燃燒生成N₂，同時應(yīng)生成水，16g N₂H₄的物質(zhì)的量=$\frac{16g}{32g/mol}$=0.5mol，完全燃燒恢復(fù)至101kPa、25℃，放出312kJ熱量，則1mol N₂H₄完全燃燒方程式的熱量為624kJ，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ/mol，
故答案為：N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624 kJ/mol；
（4）將SO₂通入NaClO的堿性溶液，ClO^-將SO₂氧化為SO₄^2-，自身被還原為Cl^-，反應(yīng)的離子方程式為：ClO^-+SO₂+2OH^-═Cl^-+SO₄^2-+H₂O，
故答案為：ClO^-+SO₂+2OH^-═Cl^-+SO₄^2-+H₂O；
（5）N₂H₄-空氣燃料電池是一種環(huán)境友好的堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30% KOH溶液，總反應(yīng)為生成氮?dú)馀c水，故負(fù)極為N₂H₄失去電子，堿性條件下生成氮?dú)馀c水，該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為：N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑；
（6）標(biāo)況下1.12L二氧化硫的物質(zhì)的量為：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，n（NaOH）=0.1L×0.5mol/L=0.05mol，n（SO₂）：n（NaOH）=0.05mol：0.05mol=1：1，故反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為NaHSO₃，溶液呈酸性，說明HSO₃^-的電離程度大于水解程度，同時水電離生成氫離子，故c（H⁺）＞c（SO₃^2-），HSO₃^-電離程度不大，故c（HSO₃^-）＞c（H⁺），溶液c（OH^-）等于水電離生成，濃度很小，故溶液中離子濃度由大到小的排列順序為c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）．

點評 本題以無機(jī)框圖的形式首先考查了元素的推斷，并根據(jù)推出的物質(zhì)考查了電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率及熱化學(xué)方程式的相關(guān)知識，為高頻考點，題目難度中等，把握物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系圖來推斷出各物質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵．