Question

由短周期常見元素形成的純凈物A、B、C、D、E、F、X轉化關系如圖所示（某些產物已略去）：
已知：B、X為單質，常溫下D為無色液體，A、B含同一種元素．
請回答下列問題：
（1）若E氣體是大氣污染物，F是一元強酸．
①寫出E→F反應的化學方程式：

 

．
②現有25℃時0.1mol?L^-1 A的水溶液，若向其中加入等體積0.1mol?L^-1的稀硫酸，則所得溶液中各離子的物質的量濃度由大到小的順序是

 

．
③在常溫下，向V₁ L pH=a的A的水溶液中加入V₂ L pH=b的鹽酸，且a+b=14，若恰好完全反應，則V₁和V₂的關系為V_l

 

V₂（填“＞”、“＜”、“=”或“無法確定”），等pH的所得溶液與鹽酸比較，由水電離出的c（H⁺）前者為后者的10⁸倍，則兩種溶液的pH=

 

．
（2）若E氣體不是大氣污染物，F是二元弱酸．
①B所含元素在周期表中的位置

 

．
②寫出氧化鐵與C反應的化學方程式：

 

；將少量氣體E通入氫氧化鈣溶液中得不溶物F，F的K_sp=2.8×10^-9．現將該沉淀放入0.1mol?L^-1的CaCl₂溶液中，其K_sp

 

（填“增大”、“減小”或“不變”），此時，組成不溶物F的陰離子在溶液中的濃度為

 

．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：由信息可知，B、X為單質，常溫下D為無色液體，A、B含同一種元素，則D為H₂O，X為O₂，
（1）若E氣體是大氣污染物，F是一元強酸，則B為N₂，C為NO，E為NO₂，F為HNO₃，A為NH₃；
①E→F反應為二氧化氮與水反應生成硝酸和NO；
②25℃時0.1mol?L^-1 A的水溶液，若向其中加入等體積0.1mol?L^-1的稀硫酸，生成NH₄HSO₄，溶液顯酸性，銨根離子水解使c（H⁺）最大；
③向V₁ L pH=a的A的水溶液中加入V₂ L pH=b的鹽酸，且a+b=14，若恰好完全反應，二者恰好反應，HCl的物質的量等于氨氣的物質的量；
（2）B、X為單質，B能與X連續反應得到E，若E氣體不是大氣污染物，與水反應得到F是二元弱酸，則F為碳酸，B為碳、X為氧氣、C為CO、E為二氧化碳、A為烴．

解答： 解：由信息可知，B、X為單質，常溫下D為無色液體，A、B含同一種元素，則D為H₂O，X為O₂，
（1）若E氣體是大氣污染物，F是一元強酸，則B為N₂，C為NO，E為NO₂，F為HNO₃，A為NH₃；
①E→F是二氧化氮與水反應生成硝酸與NO，反應的化學方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
②現有25℃時0.1mol?L^-1 NH₃的水溶液，若向其中加入等體積0.1mol?L^-1的稀硫酸，二者恰好反應得到NH₄HSO₄，NH₄HSO₄完全電離，溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-） 且溶液中銨根離子水解，則c（H⁺）＞c（ SO₄^2-），故溶液中離子濃度大小順序為：c（H⁺）＞c（ SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（H⁺）＞c（ SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）；
③在常溫下，向V₁L pH=a的氨水溶液中c（OH^-）=10 ^a-14 mol/L，V₂L pH=b的鹽酸溶液中c（H⁺）=10^-b mol/L，且a+b=14，所以c（OH^-）=c（H⁺）=10^-b mol/L=10 ^a-14 mol/L＜c（NH₃．H₂O），二者恰好反應，HCl的物質的量等于氨氣的物質的量，所以v₁和v₂的關系為V₁＜V₂；
等pH的NH₄Cl溶液與鹽酸，令pH=n，氯化銨溶液中由水電離出的c（H⁺）=10^-n mol/L，鹽酸中由水電離出的c（H⁺）=10^n-14 mol/L，前者為后者的10⁸倍，則10^-n mol/L：10^n-14 mol/L=10⁸，解得n=3，
故答案為：＜；3；
（2）B、X為單質，B能與X連續反應得到E，若E氣體不是大氣污染物，與水反應得到F是二元弱酸，則F為碳酸，B為碳、X為氧氣、C為CO、E為二氧化碳、A為烴，
①B為碳元素，元素在周期表中的位置是：第二周期ⅣA族，故答案為：第二周期ⅣA族；
②氧化鐵與CO反應的化學方程式為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；
將少量氣體二氧化碳通入氫氧化鈣溶液中得不溶物CaCO₃，其K_sp=2.8×10^-9．現將該沉淀放入0.1mol?L^-1的CaCl₂溶液中，由于溶度積只受溫度影響，其K_sp不變，
令CO₃^2-的濃度為xmol/L，則溶液中鈣離子濃度為（0.1+x）mol/L，故x（x+0.1）=2.8×10^-9，而x+0.1≈0.1，故x≈2.8×10^-8，
故答案為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；不變；2.8×10^-8mol/L．

點評：本題比較綜合，涉及無機物推斷、溶液pH的有關計算、鹽類水解、溶度積計算等，能正確推斷物質是解本題關鍵，（2）濃度計算為易錯點，注意近似計算，難度較大．