Question

中学化学常见物质A、B、C、D之间存在如下转化关系：A+B-C+D+H₂O（没有配平），请按要求填空：
（1）若A为短周期组成的黑色固体物质，与B的浓溶液共热时，产生C、D两种气体．C、D两种气体均能使澄清石灰水变浑浊，则该反应的化学方程式是______，鉴别这两种气体不能选用的试剂是______．
A．氯化钡溶液　 B．高锰酸钾溶液　 C．品红溶液　 D．酸化的硝酸钡溶液
向500ml 2mol/L的NaOH溶液中通入0.8mol无色无味的C气体，恰好完全反应，该反应的离子方程式是______．此时溶液中的离子浓度按照由大到小的顺序是______．
（2）若A在水中的溶解度随温度升高而降低，B为短周期非金属单质，D是漂白粉的成分之一．D发生水解反应的离子方程式是______．
（3）若A为五核10电子的阳离子与单核18电子的阴离子构成的无色晶体，受热易分解，分解后生成两种极易溶于水的气体．检验A中阴离子的方法是______（简述操作过程及结论）．

Answer 1

解：（1）C、D两种气体均能使澄清石灰水变浑浊，为SO₂、CO₂，A为短周期组成的黑色固体物质，与B的浓溶液共热时，产生SO₂、CO₂两种气体，同时生成水，A为C单质，B为浓硫酸，符合转化关系；
碳与浓硫酸在加热的条件下生成SO₂、CO₂、水，反应方程式为：C+2H₂SO₄（浓）CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
A、SO₂、CO₂都不能与氯化钡溶液反应，无法区别，故A错误；
B、SO₂能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾褪色，CO₂不能反应，可以鉴别，故B正确；
C、SO₂能品红溶液褪色，CO₂不能使品红溶液褪色，可以鉴别，故C正确；
D、酸化的硝酸钡溶液通入SO₂，可以氧化亚硫酸钡为硫酸钡，产生白色沉淀，通入CO₂不反应，可以鉴别，故D正确；
故A不能鉴别；
CO₂的物质的量0.8mol，500mL2mol/L NaOH的水溶液中n（NaOH）=0.5L×2mol/L=1mol，n（CO₂）：n（NaOH）=0.8mol：1mol=2：3=1：1.25，介于1：1与1：2之间，故反应生成碳酸钠与碳酸氢钠，令碳酸钠与碳酸氢钠的物质的量分别为amol、bmol，由钠离子守恒有2a+b=1，由碳元素守恒有a+b=0.8，联立方程，解得a=0.2，b=0.6，反应离子方程式为：
4CO₂+5OH^-=CO₃^2-+3HCO₃^-+2H₂O；
碳酸根、碳酸氢根水解，溶液呈碱性c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根的水解程度比碳酸氢根的大，但水解程度很小，故c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），c（CO₃^2-）原大于c（OH^-），溶液中钠离子难度最大，故：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
故答案为：C+2H₂SO₄（浓）CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；A；
4CO₂+5OH^-=CO₃^2-+3HCO₃^-+2H₂O；c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（2）若A在水中的溶解度随温度升高而降低，考虑A为Ca（OH）₂，B为短周期非金属单质，D是漂白粉的成分之一，B为Cl₂，符合转化关系与题意，D能发生水解故D为Ca（ClO）₂，Ca（ClO）₂发生水解的离子方程式为：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
故答案为：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
（3）五核10电子的阳离子为NH₄⁺，与单核18电子的阴离子构成的无色晶体，受热易分解，分解后生成两种极易溶于水的气体，为NH₃、HCl，阴离子为Cl^-，A为NH₄Cl，B为碱符合转化关系；
检验NH₄Cl中阴离子的检验方法是：配成溶液，取少量溶液于试管中，滴加硝酸银溶液产生白色沉淀，再滴加稀硝酸沉淀不溶解，说明含有Cl^-；
故答案为：配成溶液，取少量溶液于试管中，滴加硝酸银溶液产生白色沉淀，再滴加稀硝酸沉淀不溶解．
分析：（1）C、D两种气体均能使澄清石灰水变浑浊，为SO₂、CO₂，A为短周期组成的黑色固体物质，与B的浓溶液共热时，产生SO₂、CO₂两种气体，同时生成水，A为C单质，B为浓硫酸，符合转化关系；
（2）若A在水中的溶解度随温度升高而降低，考虑A为Ca（OH）₂，B为短周期非金属单质，D是漂白粉的成分之一，B为Cl₂，符合转化关系与题意，D能发生水解故D为Ca（ClO）₂；
（3）五核10电子的阳离子为NH₄⁺，与单核18电子的阴离子构成的无色晶体，受热易分解，分解后生成两种极易溶于水的气体，为NH₃、HCl，阴离子为Cl^-，A为NH₄Cl，B为碱符合转化关系．
点评：本题以转化关系的形式考查S、Cu等元素单质及其化合物之间的相互转化关系、化学用语的书写能力，熟练掌握元素化合物知识是解题的关键，第（3）离子方程式的书写是本题的难点与易错点，判断氢氧化钠与二氧化碳的反应以生成物的物质的量关系，进行推理书写，对学生的逻辑推理能力提出较高要求．