Question

16．X、Y、Z、W是中學化學中常見的四種氣體．已知：X、Y、Z三種氣體都能對大氣造成污染，在工業上都可以用堿液吸收；X是化石燃料燃燒的產物之一，是形成酸雨的物質；Y是一種單質，通常狀況下是黃綠色，它的水溶液具有漂白作用；Z是硝酸工業和汽車尾氣中的有害物質之一，能與水反應；W氣體的水溶液滴入酚酞變紅色．
請回答下列問題：
（1）X、Y兩種氣體按物質的量之比1：1在水溶液中能發生反應，化學方程式為Cl₂+SO₂+2H₂O=2HCl+H₂SO₄；
（2）科學家發現，Z在催化劑條件下能與W反應，反應產物中的單質應是（填化學式）N₂；該反應是氧化還原反應，則其中的氧化劑是（填化學式）NO₂．
（3）在Z與水的反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：2．
（4）檢驗W氣體的方法是將濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口，若試紙變藍，證明該氣體為NH₃．

Answer 1

分析 由題目中的信息“X是化石燃料燃燒的產物之一，是形成酸雨的物質”可能為二氧化硫，“Y是一種單質，它的水溶液具有漂白作用”可能為氯氣，“Z是硝酸工業的汽車尾氣中的有害物質之一，能與水反應”可能為二氧化氮，“W氣體的水溶液滴入酚酞變紅色”，則知為堿性，為氨氣．代入檢驗推測結果．

解答 解：X、Y、Z三種氣體都能對大氣造成污染，在工業上都可以用堿液吸收，說明這三種氣體能和堿反應，X是化石燃料燃燒的產物之一，是形成酸雨的主要物質，化石中含有S元素，二氧化硫和氮氧化物是酸性酸雨的主要氣體，所以X是SO₂；Y是一種單質，它的水溶液具有漂白作用，氯氣和水反應生成的次氯酸具有漂白性，且氯氣有毒，所以Y是Cl₂；Z是硝酸工業和汽車尾氣中的有害物質之一，汽車尾氣中含有一氧化氮和二氧化氮，能與水反應的氮氧化物是二氧化氮，則Z是NO₂，結合物質的性質分析解答．
（1）根據質量守恒定律可以知道，反應前后元素的種類不變，所以得到兩種酸中，一種含有氯元素，一種含有硫元素，可以據此來判斷．故X、Y兩種氣體按物質的量之比1：1，在水溶液中能發生反應的化學方程式為：Cl₂+SO₂+H₂0=2HCl+H₂SO₄，
故答案為：Cl₂+SO₂+H₂0=2HCl+H₂SO₄；
（2）科學家發現，Z在催化劑條件下能與W反應，即二氧化氮和氨氣的反應（即6NO₂+8NH₃$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$7N₂+12H₂O），根據質量守恒定律，則推測反應產物中的單質應是 N₂；該反應是氧化還原反應，則失氧的為氧化劑，故為 NO₂，
故答案為：N₂，NO₂；
（3）在Z與水的反）應中，即二氧化氮與水的反應（即3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO），則可知氧化劑與還原劑的物質的量之比為 1：2，
故答案為：1：2；
（4）因為氨氣為堿性氣體，則檢驗W氣體的方法是 將濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口，若試紙變藍，證明該氣體為NH₃．
故答案為：將濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口，若試紙變藍，證明該氣體為NH₃．

點評 本題考查了無機物的推斷，根據物質毒性、溶解性、化學性質等來分析解答，知道形成酸雨的氣體，難度中等．