Question

15．短周期元素形成的純凈物A、B、C、D、E，五種物質之間的轉化關系如圖1所示，物質A與物質B之間的反應不在溶液中進行（E可能與A、B兩種物質中的一種相同）．

請回答下列問題：
（1）若C是離子化合物，D是一種強堿，則C的化學式Na₂O₂，并任寫一種C的主要用途供氧劑、漂白劑、氧化劑．
（2）若E的水溶液呈弱酸性，D是既能溶于強酸、又能溶于強堿的化合物．
①用電離方程式解釋D既能溶于強酸、又能溶于強堿的原因（僅寫出電離方程式即可）：H⁺+H₂O+AlO₂^-═Al（OH）₃═Al³⁺+3OH^-．
②用電荷守恒的等式表示E與NaOH溶液反應生成正鹽的溶液中所有離子的濃度之間的關系：c（Na⁺）+c（H⁺）═2c（S^2-）+c（HS^-）+c（OH^-）．
（3）若C是一種氣體，D是一種強酸，則：
①C與水反應的化學方程式為3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
②已知常溫下物質A與物質B反應生成1mol氣體C的△H=-57kJ•mol^-1，1mol氣體C與H₂O反應生成化合物D和氣體E的△H=-46kJ•mol^-1，寫出物質A與物質B及水反應生成化合物D的熱化學方程式為c（Na⁺）+c（H⁺）═2c（S^2-）+c（HS^-）+c（OH^-）．
③有人認為“濃H₂SO₄可以干燥氣體C”．某同學為了驗證該觀點是否正確，用如圖2所示裝置進行實驗．
實驗過程中，在濃H₂SO₄中未發(fā)現有氣體逸出，則得出的結論是NO₂能溶于濃H₂SO₄，因而不能用濃H₂SO₄干燥NO₂．
④用鉑做電極電解H₂SO₄的溶液，其陽極的電極反應式為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）若C是離子化合物，D是一種強堿，C為Na₂O₂，D為NaOH，E為O₂，A、B分別為氧氣、Na中的一種；
（2）若E的水溶液呈弱酸性，D是既能溶于強酸、又能溶于強堿的化合物，C為Al₂S₃，E為H₂S，D為Al（OH）₃，A、B分別為Al、S中的一種；
（3）若C是一種氣體，D是一種強酸，C為NO₂，D為HNO₃，E為NO，據此解答．

解答 解：（1）若C是離子化合物，D是一種強堿，C為Na₂O₂，D為NaOH，E為O₂，A、B分別為氧氣、Na中的一種，過氧化鈉可以用作供氧劑、漂白劑、氧化劑等，
故答案為：Na₂O₂；供氧劑、漂白劑、氧化劑；
（2）若E的水溶液呈弱酸性，D是既能溶于強酸、又能溶于強堿的化合物，C為Al₂S₃，E為H₂S，D為Al（OH）₃，A、B分別為Al、S中的一種，則：
①用電離方程式解釋D既能溶于強酸、又能溶于強堿的原因：H⁺+H₂O+AlO₂^-═Al（OH）₃═Al³⁺+3OH^-，
故答案為：H⁺+H₂O+AlO₂^-═Al（OH）₃═Al³⁺+3OH^-；
②H₂S與NaOH溶液反應生成正鹽為Na₂S，溶液中硫離子水解，用電荷守恒的等式表示溶液中所有離子的濃度之間的關系為：c（Na⁺）+c（H⁺）═2c（S^2-）+c（HS^-）+c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）+c（H⁺）═2c（S^2-）+c（HS^-）+c（OH^-）；
（3）若C是一種氣體，D是一種強酸，C為NO₂，D為HNO₃，E為NO，則：
①C與水反應的化學方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；
②常溫下物質A與物質B生成1mol氣體C的△H為-57kJ•mol^-1，則：
反應的熱化學方程式為：①2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-114kJ•mol^-1，
1mol氣體C與H₂O反應生成D溶液和E氣體的△H為-46kJ•mol^-1，
反應的熱化學方程式為：②3NO₂（g）+H₂O（l）=2HNO₃（aq）+NO（g）；△H=-138 kJ•mol^-1，
則①×3+②×2得4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（1）=4HNO₃ （aq）；△H=3×（114kJ•mol^-1）+2×（-138 kJ•mol^-1）=-618kJ•mol^-1，
故答案為：4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（1）=4HNO₃ （aq）△H=-618kJ•mol^-1；
③由現象實驗過程中，濃H₂SO₄中未發(fā)現有氣體逸出，可以得出NO₂能溶于濃硫酸中，
故答案為：NO₂能溶于濃H₂SO₄，因而不能用濃H₂SO₄干燥NO₂；
④用鉑做電極電解H₂SO₄的溶液，陽極發(fā)生氧化反應，氫氧根離子在陽極放電生成氧氣，其陽極的電極反應式為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，
故答案為：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．

點評 本題考查無機物的推斷，屬于開放性題目，需要學生熟練掌握元素化合物知識，題目難度中等．