Question

17．用適當的文字或化學符合填空
（1）某溶液中可能含有HCO₃^-、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、CO₃^2-等陰離子．
當溶液中有大量H⁺存在時，則上述陰離子在溶液中不可能大量存在的是HCO₃^-、CO₃^2-．
當溶液中有大量Ba²⁺存在時，則上述陰離子在溶液中不可能大量存在的是SO₄^2-、CO₃^2-．
（2）硅是現代信息材料重要的物質，寫出工業上制取粗硅的方程式2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（3）在鋁制易拉罐中收集一滿罐CO₂，加入過量濃NaOH溶液，立即把口封閉，可以發現易拉罐變癟了；過了一會兒易拉罐又鼓起來了．請用離子方程式描述變化過程CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O、2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑．
（4）氰（CN）₂的化學性質和鹵素（X₂）很相似，化學上稱為擬鹵素，試寫出（CN）₂與水反應的化學方程式：（CN）₂+H₂O=HCN+HCNO．
（5）比較法是化學中研究物質性質的基本方法之一，請運用比較法解答下題，Na₂O₂可能與所有的常量氣態非金屬氧化物反應．如2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，Na₂O₂+CO═Na₂CO₃．
通過比較可知，當非金屬元素處于高價時，其氧化物與Na₂O₂反應有O₂生成；
試分別寫出Na₂O₂與SO₂、SO₃反應的化學方程式：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄、2SO₃+2Na₂O₂=2Na₂SO₄+O₂↑．
（6）室溫時，將盛有20mLNO₂和O₂混合氣體的量筒倒立在盛有水的水槽中，充分反應后，量筒內殘留氣體3mL，則原混合氣體中NO₂的體積可能是13.6mL或17.8mL．

Answer 1

分析 （1）當溶液中有大量H⁺存在時，與HCO₃^-、CO₃^2-離子不能大量共存；當溶液中有大量Ba²⁺存在時，與Ba²⁺離子反應的離子不能大量共存；
（2）碳能與二氧化硅反應生成硅單質；
（3）CO₂能和氫氧化鈉發生反應，氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，金屬鋁能和強堿反應生成氫氣，利用瓶內壓強變化來解釋；
（4）根據氯氣與水溶液的反應，類推（CN）₂與水的反應；
（5）依據所給的例子可以知道：當非金屬氧化物有高低價態時，過氧化鈉與低價態的非金屬氧化物發生化合反應，生成該非金屬的最高價態的含氧酸鹽，此時沒有氧氣產生；當非金屬氧化物有高低價態時，過氧化鈉與最高價態的非金屬氧化物反應生成該非金屬的最高價態的含氧酸鹽和氧氣；
（6）因3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO①，2NO+O₂=2NO₂②，兩種反應不斷交替進行，所以綜合為①×2+②得：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，①×2+②×3得：
 4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，NO₂、NO混合氣體和O₂通入倒立在水槽中盛有水的量筒內，充分反應后，量筒里液面上升，最終剩余氣體，剩余氣體為一氧化氮或氧氣，據此分析解答．

解答 解：（1）當溶液中有大量H⁺存在時，HCO₃^-、CO₃^2-離子與H⁺離子反應生成二氧化碳和水而不能大量共存，當溶液中有大量Ba²⁺存在時，SO₄^2-、CO₃^2-與Ba²⁺離子反應生成沉淀而不能大量共存，故答案為：HCO₃^-、CO₃^2-；SO₄^2-、CO₃^2-；
（2）碳能與二氧化硅反應生成硅單質，化學反應方程式：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，故答案為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（3）CO₂能和氫氧化鈉發生反應，CO₂被吸收，使罐內氣體壓強減小而被外界大氣壓壓癟；氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，金屬鋁能和強堿反應生成氫氣，導致罐內氣體壓強又增大而重新鼓起，二氧化碳和氫氧化鈉反應的實質是：2OH^-+CO₂═CO₃^2-+H₂O，氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，反應的離子方程式為 Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；金屬鋁能和強堿反應的實質是：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：CO₂+2OH^-═CO₃^2-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O、2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）由Cl₂+H₂O=HCl+HClO可知，（CN）₂的化學性質和鹵素很相似，則（CN）₂與水反應的化學方程式為（CN）₂+H₂O=HCN+HCNO，
故答案為：（CN）₂+H₂O=HCN+HCNO；
（5）二氧化硫是低價態的硫的氧化物，因此過氧化鈉與二氧化硫發生化合反應，生成硫酸鈉，反應的化學方程式為：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄，
三氧化硫是最高價態的硫的氧化物，因此過氧化鈉與三氧化硫反應生成硫酸鈉和氧氣．反應的化學方程式為：2SO₃+2Na₂O₂=2Na₂SO₄+O₂↑；故答案為：SO₂+Na₂O₂=Na₂SO₄、2SO₃+2Na₂O₂=2Na₂SO₄+O₂；
（6）3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO①，2NO+O₂=2NO₂②，兩種反應不斷交替進行，所以綜合為①×2+②得：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，①×2+②×3得：
4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，將20ml的NO₂和O₂通入倒立在水槽中盛有水的量筒內，充分反應后，量筒里液面上升，最終剩余3ml氣體，設20ml的混合氣體中兩種氣體的體積分別為X
當剩余3ml氣體為氧氣時：依據
4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，
4     1
X     $\frac{X}{4}$
X+$\frac{X}{4}$+3=20
X=13，6ml
當剩余氣體為NO，則剩余NO₂為9ml
4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，
4     1
X     $\frac{X}{4}$
X+$\frac{X}{4}$+9=20
X=8.8ml
原二氧化氮體積=8.8ml+9ml=17.8ml，故答案為：13.6mL或17.8mL．

點評 本題考查了氧化還原反應的有關計算，明確二氧化氮發生的反應是解本題關鍵，根據方程式中二氧化氮和一氧化氮和氧氣關系式解答，題目難度中等．