Question

19．化學與人類社會可持續發展密切相關，能源、環境、工業生產以及日常生活等都離不開化學．
（1）大量使用化石燃料，最直接的危害是造成大氣污染，如“溫室效應”、“酸雨”等都與大量使用化石燃料有關．為了防治酸雨，降低煤燃燒時向大氣排放的SO₂，工業上將生石灰和含硫煤混合后使用．請寫出燃燒時，有關“固硫”（不使硫的化合物進入大氣）反應的化學方程式CaO+SO₂═CaSO₃、2CaSO₃+O₂═CaSO₄；國際上最新采用“飽和亞硫酸鈉溶液吸收法”，請寫出有關反應的化學方程式SO₂+Na₂SO₃+H₂O═2NaHSO₃．
（2）氨氣也是重要的工業原料，寫出氨氣發生催化氧化反應生成NO的化學方程式4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．實驗室可利用如圖所示裝置完成該反應，在實驗過程中，除觀察到錐形瓶中產生紅棕色氣體外，還可觀察到有白煙生成，白煙的主要成分是NH₄NO₃（或：硝酸銨）．
（3）三硅酸鎂（Mg₂Si₂O₈•nH₂O）難溶于水，在醫藥上可做抗酸劑．它除了可以中和胃液中多余酸之外，生成的H₂SiO₃還可覆蓋在有潰瘍的胃表面，保護其不再受刺激．三硅酸鎂與鹽酸反應的化學方程式為Mg₂Si₃O₈?nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3H₂SiO₃+（n-1）H₂O．將0.184g三硅酸鎂加到50mL 0.1mo1•L^-1鹽酸中，充分反應后，濾去沉淀，以甲基橙為指示劑，用 0.1mo1•L^-1NaOH溶液滴定剩余的鹽酸，消耗NaOH溶液30mL，則Mg₂Si₃O₈•nH₂O的n值為6．（注：Mg₂Si₃O₈的摩爾質量為260g•mol^-1）

Answer 1

分析 （1）煤中含有S，與氧氣反應生成SO₂，SO₂與CaO反應生成CaSO₃，進一步反應生成CaSO₄，SO₂與Na₂SO₃反應生成NaHSO₃；
（2）氨氣的催化氧化產物是一氧化氮和水，一氧化氮遇到空氣迅速變為二氧化氮，二氧化到可以和水反應得到硝酸，硝酸可以和氨氣反應生成硝酸銨；
（3）根據書寫化學方程式的步驟：寫配注等，正確書寫方程式即可，根據化學方程式進行計算．

解答 解：（1）煤中含有S，與氧氣反應生成SO₂，反應方程式為S+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$SO₂，SO₂與CaO反應生成CaSO₃，反應方程式為CaO+SO₂═CaSO₃，進一步反應生成CaSO₄，反應方程式為2CaSO₃+O₂═CaSO₄，SO₂與Na₂SO₃反應生成NaHSO₃，反應方程式為SO₂+Na₂SO₃+H₂O═2NaHSO₃，
故答案為：CaO+SO₂═CaSO₃、2CaSO₃+O₂═CaSO₄；SO₂+Na₂SO₃+H₂O═2NaHSO₃；
（2）氨氣的催化氧化產物是一氧化氮和水，即4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂OO，在實驗過程中，除觀察到錐形瓶中產生紅棕色氣體外，還可觀察到有白煙生成，因為一氧化氮遇到空氣迅速變為二氧化氮，二氧化氮可以和水反應得到硝酸，硝酸可以和氨氣反應生成硝酸銨，
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；NH₄NO₃（或硝酸銨）；
（3）三硅酸鎂中和胃酸（HCl）的化學方程式為：Mg₂Si₃O₈?nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3H₂SiO₃+（n-1）H₂O，根據化學方程式，設0.184gMgSi₃O₈•nH₂O的物質的量是x，得
                   Mg₂Si₃O₈?nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3H₂SiO₃+（n-1）H₂O
                          1      4
                          x     0.050L×0.1mol/L-0.030L×0.1mol/L
 $\frac{1}{x}$=$\frac{4}{0.050L×0.1mol/L-0.030L×0.1mol/L}$，解得x=0.0005mol，所以MgSi₃O₈•nH₂O的摩爾質量是$\frac{0.184}{0.0005}$=368g/mol，Mg₂Si₃O₈的摩爾質量為260g/mol，所以18n=108，即n=6．
故答案為：Mg₂Si₃O₈?nH₂O+4HCl═2MgCl₂+3H₂SiO₃+（n-1）H₂O；6．

點評 本題考查環境污染、復雜化學式的書寫及計算等方面的知識，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度大．