Question

A、B、C、D、E為中學化學常見的單質或化合物，它們之間的相互轉化關系如圖所示（部分產物略去）．

請回答下列問題：
（1）若A是能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，C、D均為空氣的主要成分，E是一種有毒氣體．
①C分子的電子式為

：
②寫出反應I的化學方程式：

4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O

；
③寫出反應Ⅱ的化學方程式：

2NO+2CO

催化劑  .

N₂+2CO₂

．
（2）若A是淡黃色固體化合物；常溫下D是無色氣體；C分子中含有的陰、陽離子均為10電子粒子．
①D的結構式為

O=C=O

，C分子中所含化學鍵的類型是

離子鍵和共價鍵

；
②寫出反應I的化學方程式：

2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂

；
③寫出反應Ⅱ的化學方程式：

Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH

（3）將（2）中一定量的氣體D通入2L含C的溶液中，在反應后所得的溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量，并將溶液加熱，產生的氣體與HCl的物質的量的關系如圖所示（忽略氣體的溶解和HCl的揮發）．

①O點溶液中所含溶質的化學式為

NaHCO₃、NaOH

，常溫下a點溶液的pH

＞

7（填“＞”、“=”或“＜”），a點溶液中各離子濃度由大到小的關系是

c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）

；
②標準狀況下，通入氣體D的體積為

44.8

L，C溶液的物質的量濃度為

2.5

mol?L^-1．

Answer 1

分析：（1）若A是能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，則A是NH₃，C、D均為空氣的主要成分，且A和D能反應，則D是O₂，C是N₂，反應I為氨的催化氧化，則B是NO，E是一種有毒氣體，NO和有毒氣體反應生成氮氣，說明E具有還原性，為CO；
（2）若A是淡黃色固體化合物，A為Na₂O₂，常溫下D是無色氣體，D是CO₂，C分子中含有的陰、陽離子均為10電子粒子，C為NaOH，過氧化鈉和二氧化碳反應生成B，B為Na₂CO₃，B和E反應生成氫氧化鈉；
（3）①分析圖象知，加入鹽酸時，開始沒有氣體產生，加到一定量時才產生氣體，根據1molNa₂CO₃

1molHCl

1molNaHCO₃

1molHCl

1molCO₂，可知O點溶液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，a點開始產生氣體，說明a點溶質為碳酸鈉和氯化鈉，根據溶質的性質分析解答；
②根據碳原子守恒計算二氧化碳的物質的量，根據鈉原子守恒計算氫氧化鈉的物質的量濃度．

解答：解：（1）若A是能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，則A是NH₃，C、D均為空氣的主要成分，且A和D能反應，則D是O₂，C是N₂，反應I為氨的催化氧化，則B是NO，E是一種有毒氣體，NO和有毒氣體反應生成氮氣，說明E具有還原性，為CO，
①C為N₂，氮氣分子的電子式為 ，故答案為：：
②氨氣和氧氣在催化劑、加熱條件下反應生成一氧化氮和水，反應方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，

故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
③在催化劑條件下，一氧化氮和一氧化碳反應生成氮氣和二氧化碳，反應方程式為：
2NO+2CO

催化劑  .

N₂+2CO₂，故答案為：2NO+2CO

催化劑  .

N₂+2CO₂；
（2）若A是淡黃色固體化合物，A為Na₂O₂，常溫下D是無色氣體，D是CO₂，C分子中含有的陰、陽離子均為10電子粒子，C為NaOH，過氧化鈉和二氧化碳反應生成B，B為Na₂CO₃，B和E反應生成氫氧化鈉，
①D為CO₂，二氧化碳的結構式為 O=C=O，C是NaOH，C分子中所含化學鍵的類型是離子鍵和共價鍵，
故答案為：O=C=O；離子鍵和共價鍵；
②二氧化碳和過氧化鈉反應生成碳酸鈉和氧氣，反應方程式為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂
故答案為：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
③氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉，反應方程式為：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH，
故答案為：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；
（3）①分析圖象知，加入鹽酸時，開始沒有氣體產生，加到一定量時才產生氣體，根據1molNa₂CO₃

1molHCl

1molNaHCO₃

1molHCl

1molCO₂，可知O點溶液中含有氫氧化鈉和碳酸鈉，a點開始產生氣體，說明a點溶質為碳酸氫鈉和氯化鈉，碳酸氫根離子電離程度小于水解程度，所以溶液呈堿性，但電離和水解程度都較微弱，碳酸氫根離子電離程度很小，所以c（H⁺）＞c（CO₃^2-），則離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-），
故答案為：NaHCO₃、NaOH；＞；c（Na⁺）＞c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
②從a點開始，碳酸氫鈉與鹽酸反應，消耗鹽酸的物質的量的為2mol，碳酸氫鈉和鹽酸反應的物質的量之比為1：1，所以n（NaHCO₃）為2mol，根據碳原子守恒，得n（NaHCO₃）=n（CO₂）=2mol，所以標況下，二氧化碳的體積=2mol×22.4L/mol=44.8L；
溶液完全消耗的鹽酸的物質的量是5mol，溶液中的溶質變為NaCl，根據氯元素、鈉元素守恒得n（HCl）=n（aNaCl）=n（NaOH）=5mol，所以C（NaOH）=

5mol

2L

=2.5mol/L，
故答案為：44.8；2.5．

點評：本題以無機推斷為載體考查了離子濃度大小的判斷、物質間的轉化等知識點，正確推斷物質是解本題關鍵，結合溶液的酸堿性、電荷守恒、原子守恒來分析解答，難度中等．