Question

4．A、B、C是由周期表中短周期元素組成的三種常見化合物，甲、乙、丙是三種單質，這些單質和化合物之間存在如圖1所示的關系，完成下列空白：

（1）向酚酞試液中加入化合物A的粉末，現象為溶液先變紅后褪色，并有氣泡生成．
（2）單質甲與化合物B反應的離子方程式為2Na+2H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑．5.05g單質甲-鉀合金溶于200mL水生成0.075mol氫氣，確定該合金的化學式為NaK₂．
（3）向一定體積某濃度的化合物C的溶液中通人CO₂氣體后得溶液M，因CO₂通入量的不同，溶液M的組成也不同．若向M中逐滴加入0.1mol/L鹽酸，產生的氣體體積V（CO₂）與加入鹽酸的體積V（HCl）的關系有圖2圖示兩種情況．
①由A確定滴加前60mL的鹽酸時，發生反應的離子方程式為OH^-+H⁺=H₂O、H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-
②B對應的溶液M低溫蒸干后得到固體a克，將a克固體充分加熱至恒重后，固體質量減少0.0775 克．
③由A、B可知，兩次實驗通入的CO₂的體積比為3：10．

Answer 1

分析 A、B、C是由周期表中短周期元素組成的三種常見化合物，甲、乙、丙是三種單質，甲與B反應是置換反應，甲與乙是化合反應，丙與乙也是化合反應，單質甲、含有甲元素的化合物A均與化合物B反應得到不同的單質，且兩種單質反應又得到化合物B，應是Na、過氧化鈉與水的反應，可推知甲是Na單質，乙為氧氣，B是H₂O，丙為氫氣，C是NaOH，A是Na₂O₂，據此解答．

解答 解：A、B、C是由周期表中短周期元素組成的三種常見化合物，甲、乙、丙是三種單質，甲與B反應是置換反應，甲與乙是化合反應，丙與乙也是化合反應，單質甲、含有甲元素的化合物A均與化合物B反應得到不同的單質，且兩種單質反應又得到化合物B，應是Na、過氧化鈉與水的反應，可推知甲是Na單質，乙為氧氣，B是H₂O，丙為氫氣，C是NaOH，A是Na₂O₂．
（1）向酚酞試液中加入化合物Na₂O₂的粉末，過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉與氧氣，氫氧化鈉是溶液薄荷味紅色，但過氧化鈉具有漂白性，則現象為：溶液先變紅后褪色，并有氣泡生成，
故答案為：溶液先變紅后褪色，并有氣泡生成；
（2）單質甲與化合物B反應的離子方程式為：2Na+2H₂O═2Na⁺+2OH^-+H₂↑，
根據電子轉移守恒可知，Na、K總物質的量為0.075mol×2=0.15mol，設Na、K物質的量分別為xmol、ymol，則：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.15}\\{23x+39y=5.05}\end{array}\right.$，解得x=0.05、y=0.1，故合金的化學式為NaK₂，
故答案為：NaK₂；
（3）曲線A、B，開始沒有氣體，加入一定體積鹽酸后生成氣體，生成氣體的反應為：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，若A中只有Na₂CO₃，開始發生CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，前后兩過程消耗HCl的體積相等，實際開始階段消耗鹽酸體積大于產生二氧化碳消耗的鹽酸體積，故A曲線表明M中的溶質為NaOH、Na₂CO₃，B曲線中，前后消耗鹽酸的體積之比為1：2，則曲線B表明M中溶質為Na₂CO₃、NaHCO₃，且二者物質的量之比為1：1，
①由A確定滴加前60mL的鹽酸時，發生反應的離子方程式為：OH^-+H⁺=H₂O、H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-，
故答案為：OH^-+H⁺=H₂O、H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-；
②加入75mL鹽酸時二氧化碳的體積達最大，此時溶液為NaCl溶液，根據Na元素守恒、氯離子守恒，則n（NaOH）=n（HCl）=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol，B對應的溶液M中溶質為Na₂CO₃、NaHCO₃，低溫蒸干后得到固體a克為Na₂CO₃、NaHCO₃，根據鈉離子守恒可知2n（Na₂CO₃）+n（NaHCO₃）=n（NaOH）=0.0075mol，故n（Na₂CO₃）=n（NaHCO₃）=0.0025mol，將a克固體充分加熱至恒重后，發生反應：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑，固體質量減少質量為0.0025mol×$\frac{1}{2}$×62g/mol=0.0775g，
故答案為：0.0775g；
③曲線A生成二氧化碳消耗鹽酸體積為（75-60）mL=15mL，曲線B生成二氧化碳消耗鹽酸體積為（75-25）mL=50mL，由HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑可知，則兩次實驗通入的CO₂的體積之比=15mL：50mL=3：10，
故答案為：3：10．

點評 本題考查無機物推斷、化學計算等，基本屬于猜測驗證型推斷，需要學生熟練掌握元素化合物知識，（3）中計算關鍵是根據圖象判斷溶液溶質的成分，題目難度較大．