Question

8．A、B、C、D、E五種常見單質，已知A、B、C、D在常溫下均為氣態．其中D能分別跟A、B、C兩兩化合，生成化合物X、Y、Z；A與B、C均不能直接化合，有關的轉化關系如圖所示（反應條件均已略去）．

回答下列問題：
（1）A的化學式為Cl₂，
（2）寫出反應③的化學反應方程式3NO₂+H₂O=NO+2HNO₃；
（3）Z和W在催化劑作用下反應生成C和Y，這是一個很有實際意義的反應，可以消除W對環境的污染，該反應的化學方程式為4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$5N₂+6H₂O；
（4）將過量的E加到N的稀溶液中，若過程中轉移電子的數目為0.5N_A，則參加反應的E的質量為14g；
（5）將Z與N反應后的產物溶于水中，則溶液的pH（填“＜”或“＞”）＜7，其原因是在溶液中NH₄NO₃電離出的NH₄⁺發生水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺使溶液呈酸性，故溶液的pH＜7．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E是五種中學化學常見的單質，已知A、B、C、D在常溫下均為氣態，應分別為H₂、N₂、O₂、Cl₂中的一種，其中D能分別跟A、B、C在一定條件下兩兩化合，則D為H₂，生成化合物X、Y、Z分別為NH₃、H₂O、HCl中的一種，A與B、C均不能直接化合，可推知A為Cl₂，故X為HCl，由轉化關系中，Z與B反應得到W與Y，可推知B為O₂，故C為N₂，Y為H₂O，Z為NH₃，W為NO，NO與氧氣反應得到M為NO₂，M與Y（H₂O）反應得到W與N，則N為HNO₃．E與HCl、H₂O反應得到G與D（H₂），則E為活潑金屬單質，由G?H的相互轉化可知E為變價金屬，可推知E為Fe，故G為FeCl₂，H為FeCl₃，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E是五種中學化學常見的單質，已知A、B、C、D在常溫下均為氣態，應分別為H₂、N₂、O₂、Cl₂中的一種，其中D能分別跟A、B、C在一定條件下兩兩化合，則D為H₂，生成化合物X、Y、Z分別為NH₃、H₂O、HCl中的一種，A與B、C均不能直接化合，可推知A為Cl₂，故X為HCl，由轉化關系中，Z與B反應得到W與Y，可推知B為O₂，故C為N₂，Y為H₂O，Z為NH₃，W為NO，NO與氧氣反應得到M為NO₂，M與Y（H₂O）反應得到W與N，則N為HNO₃，E與HCl、H₂O反應得到G與D（H₂），則E為活潑金屬單質，由G?H的相互轉化可知E為變價金屬，可推知E為Fe，故G為FeCl₂，H為FeCl₃，
（1）由上述分析可知，A為Cl₂，故答案為：Cl₂；
（2）反應③的化學方程式為：3NO₂+H₂O=NO+2HNO₃，故答案為：3NO₂+H₂O=NO+2HNO₃；
（3）NH₃和NO在催化劑作用下反應生成N₂和H₂O，這是一個很有實際意義的反應，可以消除NO對環境的污染，該反應的化學方程式為：4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$5N₂+6H₂O，
故答案為：4NH₃+6NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$5N₂+6H₂O；
（4）將過量的Fe加到HNO₃的稀溶液中，反應生成硝酸亞鐵，若過程中轉移電子的數目為0.5N_A，電子的物質的量為$\frac{3.01×1{0}^{23}}{6.02×10{\;}^{23}mol{\;}^{-1}}$=0.5mol，則參加反應的Fe的物質的量=$\frac{0.5mol}{2}$=0.25mol，參加反應的E的質量=0.25mol×56g/mol=14g，
故答案為：14；
（5）Z為NH₃，N為HNO₃，Z與N反應后的產物溶于水中得NH₄NO₃溶液，在溶液中NH₄NO₃電離出的NH₄⁺發生水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺  使溶液呈酸性，故溶液的pH＜7，
故答案為：＜；在溶液中NH₄NO₃電離出的NH₄⁺發生水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺  使溶液呈酸性，故溶液的pH＜7．

點評 本題考查無機物推斷，“A、B、C、D在常溫下均為氣態”是推斷突破口，再結合題目信息與轉化關系進行推斷，對學生的邏輯推理有一定的要求，熟練掌握元素化合物性質是關鍵，難度中等．