Question

14．现有A、B、C、D、E五种物质，并存在如图1转化关系，其中E为黑色粉末．

利用如图2所示的实验装置进行C与水的反应，回答下列有关问题：
（1）将分液漏斗中的水滴入试管，然后：
①在导管口处进行适当操作，观察现象．
②观察烧杯中的现象为：出现浑浊．
根据所观察现象可得到的两个结论是反应放热，有氧气生成．
③写出试管中反应的化学方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
（2）已知水与C反应生成D及另一种化合物F，在通常状况下，足量F的稀溶液与含溶质为1mol的稀盐酸完全反应时放出a kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-akJ/mol（或H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-akJ/mol）．
（3）在加热条件下，某无氧酸（含有A中的一种元素）的浓溶液与E反应，生成单质气体X．为检验X的性质，设计如图所示实验装置：

①请写出此实验中制备单质气体X的离子反应方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
②实验过程中，观察到装置Ⅲ中品红试纸的红色褪去，并未观察到“无明显变化”这一预期现象．为了达到这一预期现象，你认为应该如何改进？在装置II、Ⅲ之间加入一个盛有浓硫酸的洗气瓶．
③实验结束后，装置Ⅳ中可观察到现象是溶液由浅绿色变为黄色，若滴加两滴胶头滴管中的试剂，观察到溶液呈红色，胶头滴管中的试剂为：KSCN．

Answer 1

分析 E为黑色粉末，在图示转化中均作催化剂，应是利用氯酸钾、过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下制备氧气，可推知固体A为KClO₃、B为H₂O₂，E为MnO₂，D为O₂，由淡黄色固体C能与水反应可知C为Na₂O₂，
（1）②反应放出大量的热，温度升高，氢氧化钙的溶解度降低；过氧化钠与水反应生成氧气，该反应为放热反应；
③过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气；
（2）F为氢氧化钠，足量氢氧化钠与1molHCl反应生成1mol水，据此写出反应的热化学方程式；
（3）在加热条件下，某无氧酸（含有A中的一种元素）的浓溶液与E反应，生成单质气体X，则无氧酸为HCl、X为Cl₂，据此进行解答．
①实验室中用浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气；
②加入装置Ⅲ中的氯气应干燥；
③氯气氧化亚铁离子生成铁离子；滴加试剂，观察到溶液呈血红色，应滴加KSCN，反应生成Fe（SCN）₃．

解答 解：E为黑色粉末，在图示转化中均作催化剂，应是利用氯酸钾、过氧化氢在二氧化锰作催化剂条件下制备氧气，可推知固体A为KClO₃、B为H₂O₂，E为MnO₂，D为O₂，由淡黄色固体C能与水反应可知C为Na₂O₂，
（1）②反应放出大量的热，饱和氢氧化钙溶液的温度升高，氢氧化钙的溶解度降低，会出现浑浊；根据①的检验可知反应生成氧气，根据②可知该反应为放热反应，
故答案为：出现浑浊（或“产生白色沉淀”）；反应放热；有氧气生成；
③过氧化钠与氧气反应的化学方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，则F为NaOH，在通常状况下，足量氢氧化钠的稀溶液与含溶质为1mol的稀盐酸完全反应时放出a kJ的热量，则该反应的热化学方程式为：NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-a kJ/mol（或H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-a kJ/mol），
故答案为：NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-a kJ/mol（或H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-a kJ/mol）；
（3）在加热条件下，某无氧酸（含有A中的一种元素）的浓溶液与E反应，生成单质气体X，则无氧酸为HCl、X为Cl₂，
①实验室中制取氯气的离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②加入装置Ⅲ中的氯气应干燥，应在在装置II、Ⅲ之间加入一个盛有浓硫酸的洗气瓶，
故答案为：在装置II、Ⅲ之间加入一个盛有浓硫酸的洗气瓶；
③氯气氧化亚铁离子生成铁离子，装置Ⅳ中可观察到溶液由浅绿色变为黄色；滴加试剂，观察到溶液呈血红色，应滴加KSCN，反应生成Fe（SCN）₃，反应有关离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案为：溶液由浅绿色变为黄色；KSCN．

点评 本题考查无机推断、性质方案的设计，题目难度中等，根据题干信息正确推断物质名称为解答关键，注意掌握常见元素及其化合物性质，试题有利于提高学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．