Question

13．中學化學中常見的幾種物質存在如圖所示的轉化關系．其中，A是一種黑色粉末狀固體，C是一種黃綠色氣體，實驗室中常用E溶液吸收多余的C．（圖1中部分產物和反應條件已略去）

回答下列問題：
（1）寫出A與B的濃溶液反應的化學方程式：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）將ag粉末A加入cL bmol/L的濃鹽酸中，加熱完全溶解，反應中轉移電子d個，設N_A為阿伏伽德羅常數的值，N_A可表示為$\frac{87d}{2a}$．
（3）將B的濃溶液與H的濃溶液混合，立即產生大量氣體C，該反應的離子方程式為Cl₂+2OH^-═Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）某課外小組的同學用E溶液吸收C，利用如圖2所示裝置向吸收液中持續通入SO₂氣體．
實驗過程中觀察到如下現象：
①開始時，溶液上方出現白霧，試紙a變紅．甲同學認為是HCl使a變紅，乙同學不同意甲的觀點，乙同學的認為使a變紅的是SO₂（或H₂SO₃）（寫出一種即可）．
②片刻后，溶液上方出現黃綠色氣體，試紙b變藍．用離子方程式解釋b變藍的原因Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂．
③最終試紙b褪色．同學們認為可能的原因有兩種：一是I₂有還原性，黃綠色氣體等物質將其氧化成IO₃^-，從而使藍色消失；二是I₂有氧化性，SO₂能將I₂還原成I^-，從而使藍色消失．

Answer 1

分析 A是一種黑色粉末狀固體，C是一種黃綠色氣體，則A為MnO₂，B為濃鹽酸，C為Cl₂，常用E溶液吸收多余的C，則E為NaOH，H為NaClO，F為NaCl，氯氣與二氧化硫發生氧化還原反應生成硫酸和HCl，則圖2中液上方出現白霧，然后結合物質的性質及化學用語來解答．

解答 解：A是一種黑色粉末狀固體，C是一種黃綠色氣體，則A為MnO₂，B為濃鹽酸，C為Cl₂，常用E溶液吸收多余的C，則E為NaOH，H為NaClO，F為NaCl，
（1）A與B的濃溶液反應的化學方程式為MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，故答案為：MnO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）加熱完全溶解，反應中轉移電子d個，可知$\frac{ag}{87g/mol}$×（4-2）×N_A=d，則N_A=$\frac{87d}{2a}$，
故答案為：$\frac{87d}{2a}$；
（3）B的濃溶液與H的濃溶液混合，立即產生大量氣體C，該反應的離子方程式為ClO^-+Cl^-+2H⁺═Cl₂↑+H₂O，故答案為：ClO^-+Cl^-+2H⁺═Cl₂↑+H₂O；
（4）氯氣與二氧化硫發生氧化還原反應生成硫酸和HCl，
①試紙a變紅，說明有酸性物質存在，若二氧化硫過量，試紙a變紅還可能與SO₂（或H₂SO₃）有關，故答案為：SO₂（或H₂SO₃）；
②上方出現黃綠色氣體，試紙b變藍，發生Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂，故答案為：Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂；
③最終試紙b褪色，可能與碘的還原性、氧化性有關，則可能的原因二為I₂有氧化性，SO₂能將I₂還原成I^-，從而使藍色消失，
故答案為：I₂有氧化性，SO₂能將I₂還原成I^-，從而使藍色消失．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，側重氯氣的實驗室制備及氯、碘化合物之間轉化的考查，把握物質的性質及框圖中發生的反應為解答的關鍵，（4）中現象與反應的推斷為解答的難點，題目難度中等．