Question

7．請用所學化學知識解釋下列原理．
（1）劉瑩同學在做硫在盛有氧氣的集氣瓶中燃燒時，為了保護空氣，在瓶底預先倒入少量的氫氧化鈉溶液，其原理是（寫化學方程式）SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
（2）現在流行野外露營生活，在野外也要有清潔的水源，人們日常生活用水必須經過一系列的凈化處理才能使用：
①向水樣中加入明礬，經溶解、靜置、過濾（填操作名稱），除去不溶性雜質，然后加入活性炭，利用其吸附性除去異味，再殺菌消毒，得到生活用水．
②欲判斷得到的生活用水是硬水還是軟水，可用肥皂水進行檢驗，其檢驗方法為向水中加入肥皂水，泡沫少者為含鈣、鎂離子較多的硬水；
（3）甲烷除了能在氧氣中燃燒外，還能在氯氣中燃燒．請你仿照甲烷在氧氣中燃燒的化學方程式，寫出甲烷在氯氣中反應的化學方程式4Cl₂+CH₄$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CCl₄+4HCl．
（4）鹽酸既是化工的重要產品，又是生產硅材料的重要原料．如圖歸納出了鹽酸與其它物質間相互反應的關系（圖中“-”表示相連的兩種物質能發生反應）．
①若X是與其它三種不同類別的化合物，則X可以是（填化學式）Fe₂O₃或CuO；
②根據圖所示物質間關系，寫出①反應的化學方程式：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）硫在氧氣中燃燒生成了二氧化硫，而二氧化硫有毒，會污染空氣，所以利用了二氧化硫可以和氫氧化鈉溶液反應的性質來吸收二氧化硫；
（2）為除去水中不溶性固體顆粒，加入明礬使懸浮小顆粒凝聚，經過靜置沉降后進行過濾；使用具有吸附性的活性炭除去水中異味；利用水中鈣、鎂離子會影響肥皂水的起泡，向水中加入肥皂水，泡沫少者為含鈣、鎂離子較多的硬水；
（3）根據“O₂和CH₄充分反應后的生成物是CO₂和H₂O”找出反應規律，又因為氯氣（Cl₂）和氧氣（O₂）都是活潑的非金屬單質，在一定條件下它們都能跟甲烷（CH₄）反應，因為氯氣（Cl₂）和氧氣（O₂）都有相似的化學性質，利用知識遷移類推的方法處理此題；
（4）根據酸的化學性質，酸能與堿反應，酸能與鹽反應，酸能與堿性氧化物反應可解答此題；根據復分解反應發生的實質，可以書寫化學方程式．

解答 解：（1）二氧化硫與氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，反應的化學方程式為：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O
（2）為除去水中不溶性固體顆粒，加入明礬使懸浮小顆粒凝聚，經過靜置沉降后進行過濾；利用水中鈣、鎂離子會影響肥皂水的起泡，向水中加入肥皂水，泡沫少者為含鈣、鎂離子較多的硬水；
（3）根據甲烷與氧氣的反應可知，是氧氣將甲烷氧化，得到了二氧化碳和水．則從該角度，氯氣應該同樣將甲烷氧化，得到四氯化碳和氯化氫，反應的方程式是：4Cl₂+CH₄$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CCl₄+4HCl．
（4）因為我們學過酸的化學性質，酸能與堿反應，酸能與鹽反應，酸能與堿性氧化物反應，又因為氫氧化鈉屬于堿，碳酸鈉屬于鹽，就少了堿性氧化物反應這種類型，所以我們可以選擇學過的最常見的堿性氧化物氧化鐵、氧化銅等；故答案為：Fe₂O₃；CuO；
根據復分解反應發生的實質，碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水，故答案為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
故答案為：（1）SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O
（2）過濾；向水中加入肥皂水，泡沫少者為含鈣、鎂離子較多的硬水；
（3）4Cl₂+CH₄$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CCl₄+4HCl；
（4）Fe₂O₃；CuO；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．

點評 本題涉及的日常生活中的知識點多，和課本知識結合緊密，學生平時要學以致用，提高運用化學知識分析、解決實際問題的能力．