Question

20．（Ⅰ）將少量某紅棕色氣體A通入到稀鈉鹽溶液甲中，有白色沉淀產生；當紅棕色氣體通入過量時，白色沉淀完全消失．上述過程中還產生一種無色氣體B．B遇空氣后又可產生A，則：
（1）寫出鈉離子的結構示意圖；B與空氣反應的化學方程式2NO+O₂=2NO₂．
（2）甲種肯定不含有下列物質中的AC（填選項字母）．
A．Na₂S  B．NaAlO₂ C．Na₂SiO₃  D．NaCl
（3）通入氣體A使白色沉淀逐漸消失且產生氣體B，該反應的離子方程式是9NO₂+Al（OH）₃=2Al³⁺+6NO₃^-+3NO↑．
（Ⅱ）某研究小組為了探究一種無機化合物X（化合物X中帶有6個結晶水，僅含五種元素，且每種元素在該化合物中均呈現單一價態，X的式量為400）的組成和性質，設計了如下實驗：

（1）寫出氣體B的電子式；氣體D的結構式．
（2）混合氣體C通入品紅溶液褪色，加熱后恢復原色的原因是二氧化硫能與品紅反應，生成不穩定的無色物質，加熱時，這些無色物質又會發生分解，恢復原來的顏色．
（3）8.00固體X所含陰離子的物質的量是0.04mol．
（4）固體X受熱分解的化學方程式是Cu（NH₄）₂（SO₄）₂•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+N₂↑+2SO₂↑+10H₂O．

Answer 1

分析 （Ⅰ）將少量某紅棕色氣體A通入到稀鈉鹽溶液甲中，有白色沉淀產生；當紅棕色氣體通入過量時，白色沉淀完全消失．上述過程中還產生一種無色氣體B．B遇空氣后又可產生A，推斷A為NO₂，B為NO，紅棕色氣體A通入到稀鈉鹽溶液甲中，有白色沉淀產生；當紅棕色氣體通入過量時，白色沉淀完全消失說明酸中生成的白色沉淀能溶于過量酸中，則判斷鈉鹽為NaAlO₂，白色沉淀為Al（OH）₃，據此分析回答問題；
（1）鈉原子三個電子層，最外層有一個電子，失去最外層電子形成陽離子Na⁺，B為一氧化氮和空氣中的氧氣反應生成二氧化氮；
（2）Na₂S在硝酸溶液中可以寫成硫單質沉淀，但硫不隨硝酸增多溶解，Na₂SiO₃酸溶液中會生成硅酸沉淀，硅酸不溶于過量硝酸，氯化鈉無沉淀生成；，偏鋁酸鈉和硝酸反應生成氫氧化鋁，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于硝酸；
（3）二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，硝酸溶解氫氧化鋁沉淀，生成硝酸鋁；
（Ⅱ）固體X加水溶解后成藍色溶液，說明X中含有Cu²⁺，加足量NaOH溶液加熱有能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色的無色氣體B放出，則B為NH₃氣，說明X中含有NH₄⁺； 固體X隔絕空氣加熱產生混合氣體，其中無色單質氣體D化學性質穩定，則是氮氣（N₂），而能使品紅溶液褪色，加熱后恢復原色的氣體，應是SO₂，由此可以推出X中含有SO₄^2-；8.00g固體X隔絕空氣加熱后，有1.28g紫紅色固體E產品，加稀硫酸無現象，則該紫紅色，固體E是金屬銅（Cu）．綜上分析，再根據題目告知的信息：X是一種無機化合物，X 中帶有6個結晶水，僅含五種元素，且每種元素在該化合物中均只有單一價態，X 的式量為400，可以推知固體X是復鹽，X為：Cu（NH₄）₂（SO₄）₂•6H₂O；固體X隔絕空氣加熱分解的反應是：Cu（NH₄）₂（SO₄）₂•6H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Cu+N₂↑+2SO₂↑+10H₂O，據此回答問題；

解答 解：（Ⅰ） 將少量某紅棕色氣體A通入到稀鈉鹽溶液甲中，有白色沉淀產生；當紅棕色氣體通入過量時，白色沉淀完全消失．上述過程中還產生一種無色氣體B．B遇空氣后又可產生A，推斷A為NO₂，B為NO，紅棕色氣體A通入到稀鈉鹽溶液甲中，有白色沉淀產生；當紅棕色氣體通入過量時，白色沉淀完全消失說明酸中生成的白色沉淀能溶于過量酸中，則判斷鈉鹽為NaAlO₂，白色沉淀為Al（OH）₃，某紅棕色氣體 A是NO₂，B是NO，稀鈉鹽溶液甲是NaAlO₂，反應為：3NO₂ +2NaAlO₂ +4H₂O=2Al（OH）₃↓+2 NaNO₃+NO↑；當紅棕 色氣體通入過量時，白色沉淀逐漸完全消失，反應離子方程式為：9NO₂+2Al（OH）₃=2Al （NO₃）₃+3NO↑+3H₂O．
（1）鈉原子三個電子層，最外層有一個電子，失去最外層電子形成陽離子Na⁺，鈉離子的結構示意圖為；B為一氧化氮和空氣中的氧氣反應生成二氧化氮，B 與空氣反應的化學方程式：2NO+O₂ =2NO₂；
故答案為：，2NO+O₂ =2NO₂；
（2）Na₂S在硝酸溶液中可以寫成硫單質沉淀，但硫不隨硝酸增多溶解，Na₂SiO₃酸溶液中會生成硅酸沉淀，硅酸不溶于過量硝酸，氯化鈉無沉淀生成；，偏鋁酸鈉和硝酸反應生成氫氧化鋁，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于硝酸；
A．Na₂S能發生氧化還原反應有黃色的S沉淀，但硝酸不能溶解硫，故A符合；
B、Na₂SiO₃酸溶液中會生成硅酸沉淀，硅酸不溶于過量硝酸，故B錯誤；
C．Na₂SiO₃能與酸反應生成難溶于過量NO₂的白色沉淀H₂SiO₃，硅酸不能溶于硝酸，故C符合；
D、NaCl溶液中和二氧化氮生成的硝酸不能反應，無沉淀生成，故D錯誤；
故甲中肯定不含有A．Na₂S，C．Na₂SiO₃；
故答案為：AC．
（3）通入氣體 A 為NO₂ ，溶于水生成硝酸和一氧化氮，硝酸使白色沉淀氫氧化鋁逐漸消失且產生氣體B為NO，該反應的離子方程式是：9NO₂+2Al（OH）₃ =2Al³⁺+6NO₃^-+3NO↑+3H₂O；
故答案為：9NO₂+2Al（OH）₃ =2Al³⁺+6NO₃^-+3NO↑+3H₂O；
（Ⅱ）流程分析可知，固體X加水溶解后成藍色溶液，說明X中含有Cu²⁺，加足量NaOH溶液加熱有能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色的無色氣體B放出，則B為NH₃氣，說明X中含有NH₄⁺； 固體X隔絕空氣加熱產生混合氣體，其中無色單質氣體D化學性質穩定，則是氮氣（N₂），而能使品紅溶液褪色，加熱后恢復原色的氣體，應是SO₂，由此可以推出X中含有SO₄^2-；8.00g固體X隔絕空氣加熱后，有1.68g紫紅色固體E產品，加稀硫酸無現象，則該紫紅色固體E是金屬銅（Cu）；
綜上分析，再根據題目告知的信息：X是一種無機化合物，X 中帶有 6 個結晶水，僅含五種元素，且每種元素在該化合物中均只有單一價態，X 的式量為400，可以推知固體X是復鹽，X為：Cu（NH₄）₂（SO₄）₂•6H₂O；固體X隔絕空氣加熱分解的反應是：Cu（NH₄）₂（SO₄）₂•6H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Cu+N₂↑+2SO₂↑+10H₂O；
（1）氣體B為氨氣，氨氣分子中氮原子最外層達到8電子穩定結構，氨氣的電子式為，氣體D 為氮氣，氣體的結構式為；
故答案為：，；
（2）混合氣體 C 通入品紅溶液褪色，加熱后恢復原色的原因是：二氧化硫能與品紅反應，生成不穩定的無色物質，加熱時，這些無色物質又會發生分解，恢復原來的顏色
故答案為：二氧化硫能與品紅反應，生成不穩定的無色物質，加熱時，這些無色物質又會發生分解，恢復原來的顏色；
（3）X是一種無機化合物，X 中帶有 6 個結晶水，僅含五種元素，且每種元素在該化合物中均只有單一價態，X 的式量為400，可以推知固體X是復鹽，X為：Cu（NH₄）₂（SO₄）₂•6H₂O，Cu（NH₄）₂（SO₄）₂•6H₂O的相對分子質量400，8.00gX物質的量=$\frac{8.00g}{400g/mol}$=0.02mol，所以8.00 固體 X 所含陰離子為SO₄^2-，硫酸根的物質的量是0.04mol；
故答案為：0.04；
（4）依據上述分析可知，固體X 受熱分解生成銅、氮氣、二氧化硫和水，反應的化學方程式是：Cu（NH₄）₂（SO₄）₂•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+N₂↑+2SO₂↑+10H₂O； 
故答案為：Cu（NH₄）₂（SO₄）₂•6H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+N₂↑+2SO₂↑+10H₂O．

點評 本題考查了物質性質和結構的分析判斷，主要是反應現象和產物的分析應用，離子方程式和化學方程式書寫方法，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．