Question

7．（I）由短周期元素構成的A～E五種物質中都含有同一種元素，B為單質．
A→B$\stackrel{O_{2}}{→}$C$\stackrel{O_{2}}{→}$D$\stackrel{H_{2}O}{→}$E
（1）若E為強酸且B為固體，請畫出B的原子結構示意圖，A既能與強酸又能與強堿反應，且都能產生氣體，請畫出A的電子式為或．
（2）若E為強堿且B為固體，請寫出D→E的離子方程式2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
（I I）無機鹽A因具有強氧化性而在工業(yè)中有著廣泛的用途，被廣泛地用于蓄電池工業(yè)；它還用作聚合的引發(fā)劑、纖維工業(yè)的脫漿劑等等．研究表明無機鹽A僅由四種短周期元素組成，其相對分子質量為228，原子個數(shù)比為1：4：1：4．將22.8gA與水共熱，生成一種有特殊臭味可用于飲用水消毒的氣體單質B和某強酸的酸式鹽溶液C，將所得的C溶液分成兩等份，一份中加入足量的BaCl₂溶液，產生23.3g白色沉淀；另一份溶液中加入足量的NaOH溶液加熱后能產生有刺激性氣味的氣體D2.24L（標準狀況下測得）．請推測并回答：
（1）試寫出無機鹽A與水共熱的化學方程式3（NH₄）₂S₂O₈+3H₂O=6NH₄HSO₄+O₃↑．
（2）如圖是某品牌氣體B發(fā)生器，它可消除汽車、房間、客廳的環(huán)境污染物氣體D而得到無污染的氣體單質E，請寫出E的結構式
（3）實驗室可通過低溫電解B溶液制備A．寫出該電解反應的陽極電極反應式2SO₄-2e^-=S₂O₈^2-．
（4）A氧化能力強，對環(huán)境友好，可用于脫硝、脫硫．在堿性條件下，A氧化NO₂的離子方程式S₂O₈^2-+2NO₂+4OH^-=2SO₄^2-+2NO₃^-+2H₂O．
（5）A溶液與銅反應時先慢后快．某同學認為除反應放熱這一因素外，還有一種可能是反應生成的Cu²⁺對后續(xù)反應起催化作用，為此他設計了如下實驗方案：取少量銅粉置于試管中，先加入少量CuSO₄溶液，再加入A溶液，振蕩，觀察現(xiàn)象．若加入硫酸銅溶液的反應快，說明Cu²⁺起了催化作用，反之Cu²⁺不起作用．
寫出A與銅反應的化學方程式（NH₄）₂S₂O₈+Cu=（NH₄）₂SO₄+CuSO₄，判斷該同學設計的驗證方法合理性并說明理由不合理，反應速率加快也可能是SO₄^2-起催化作用．

Answer 1

分析 （I）由短周期元素構成的A～E五種物質中都含有同一種元素，B為單質，
（1）若E為強酸且B為固體，可知B為S，A既能與強酸又能與強堿反應，且都能產生氣體，說明為硫化銨或硫氫化銨，為鹽屬于離子化合物；
（2）若E為強堿且B為固體，可知B為Na，D為過氧化鈉，E為NaOH；
（II）將22.8gA與水共熱，生成一種有特殊臭味可用于飲用水消毒的氣體單質B和某強酸的酸式鹽溶液C，B為O₃，將所得的C溶液分成兩等份，一份中加入足量的BaCl₂溶液，產生23.3g白色沉淀，白色沉淀為BaSO₄，物質的量為$\frac{2.3g}{233g/mol}$=0.1mol；另一份溶液中加入足量的NaOH溶液加熱后能產生有刺激性氣味的氣體D2.24L（標準狀況下測得），n（NH₃）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，研究表明無機鹽A僅由四種短周期元素組成，其相對分子質量為228，n（A）=$\frac{22.8g}{228g/mol}$=0.1mol，原子個數(shù)比為1：4：1：4，則可知N、S的物質的量比為1：1，A中含銨根離子，含H、O為4：4，則A的分子式為（NH₄）₂S₂O₈，C為NH₄HSO₄，以此來解答．

解答 解：（I） 由短周期元素構成的A～E五種物質中都含有同一種元素，B為單質，B可發(fā)生連續(xù)氧化反應，
（1）若E為強酸且B為固體，可知B為S，其原子結構示意圖為，A既能與強酸又能與強堿反應，且都能產生氣體，說明為硫化銨或硫氫化銨，其電子式為
或，
故答案為：；或；
（3）若E為強堿且B為固體，可知B為Na，D為過氧化鈉，E為NaOH，則D→E的離子方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
（II）將22.8gA與水共熱，生成一種有特殊臭味可用于飲用水消毒的氣體單質B和某強酸的酸式鹽溶液C，B為O₃，將所得的C溶液分成兩等份，一份中加入足量的BaCl₂溶液，產生23.3g白色沉淀，白色沉淀為BaSO₄，物質的量為$\frac{2.3g}{233g/mol}$=0.1mol；另一份溶液中加入足量的NaOH溶液加熱后能產生有刺激性氣味的氣體D2.24L（標準狀況下測得），n（NH₃）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，研究表明無機鹽A僅由四種短周期元素組成，其相對分子質量為228，n（A）=$\frac{22.8g}{228g/mol}$=0.1mol，原子個數(shù)比為1：4：1：4，則可知N、S的物質的量比為1：1，A中含銨根離子，含H、O為4：4，則A的分子式為（NH₄）₂S₂O₈，C為NH₄HSO₄，
（1）A與水共熱的化學方程式為3（NH₄）₂S₂O₈+3H₂O=6NH₄HSO₄+O₃↑，故答案為：3（NH₄）₂S₂O₈+3H₂O=6NH₄HSO₄+O₃↑；
（2）臭氧與氨氣反應生成的單質E為氮氣，其結構式為，故答案為：；
（3）低溫電解B溶液制備A，則陽極上硫酸根離子失去電子，陽極反應為2SO₄-2e^-=S₂O₈^2-，故答案為：2SO₄-2e^-=S₂O₈^2-；
（4）堿性條件下，A氧化NO₂的離子方程式為S₂O₈^2-+2NO₂+4OH^-=2SO₄^2-+2NO₃^-+2H₂O，故答案為：S₂O₈^2-+2NO₂+4OH^-=2SO₄^2-+2NO₃^-+2H₂O；
（5）A與銅反應的化學方程式為（NH₄）₂S₂O₈+Cu=（NH₄）₂SO₄+CuSO₄，該同學的驗證方法不合理，因為加入CuSO₄溶液，反應速率加快也可能是SO₄^2-起催化作用，故答案為：（NH₄）₂S₂O₈+Cu=（NH₄）₂SO₄+CuSO₄；不合理，反應速率加快也可能是SO₄^2-起催化作用．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，把握元素化合物知識、離子反應及物質推斷等為解答的關鍵，側重分析與推斷能力的考查，注意元素化合物知識與反應原理的綜合應用，題目難度較大．