Question

已知通常狀況下甲、乙、丙、丁等為氣體單質，A、B、C、D、E、F、G、H等為化合物，其中A、B、E、G均為氣體,C為常見液體。反應①、②、③都是重要的化工反應，反應④是重要的實驗室制取氣體的反應。有關的轉化關系如下圖所示(反應條件均已略去）。

請回答下列問題：
(1)反應④的化學方程式為: ________________________。
(2)B和E在一定條件下可發生反應,這是一個具有實際意義的反應,可消除E對環境的污染，該反應氧化產物與還原產物的物質的量之比為________。
(3)0.1mol lL^-1A溶液和0.1mol ?L^-1B溶液等體積混合，溶液呈________性,原因是(用離子方程式說明) ________________。
(4)請設計實驗檢驗D晶體中的陽離子(簡述實驗操作、現象和結論）：________________。
(5)pH相同的A、D、H三種溶液，由水電離出的c(OH^－)的大小關系是(用A、D、H表示) : ____________。
(6)向一定量的Fe、FeO、Fe₃O₄的混合物中，加入1mol? L^－1 A的溶液100 mL，恰好使混合物全部溶解，且放出336mL(標準狀況下)的氣體，向所得溶液中加入KSCN溶液，溶液無紅色出現；若取同質量的Fe、FeO、Fe₃O₄混合物，加入1 mol ? L^－1 H的溶液,也恰好使混合物全部溶解，且向所得溶液中加入KSCN溶液,溶液也無紅色出現,則所加入的H溶液的體積是________。

Answer 1

（每空2分，最后一空每空3分，共計15分）
（1）2NH₄Cl＋Ca(OH)₂ CaCl₂＋2H₂O＋2NH₃↑ （2）2:3
（3）酸性；NH₄^＋＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋
（4）取一支試管加入適量的D晶體，然后加入適量的NaOH溶液，加熱，在試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙，若試紙變藍，則證明D晶體中含有NH₄^＋
（5）D＞A＝H  （6）110ml

試題分析：C為常見液體，則C可能是水。通常狀況下甲、乙、丙、丁等為氣體單質，則丙和丁應該是氫氣和氧氣。A和B都是化合物，且都是氣體。又因為A和B可以反應生成D，D和F反應生成B、C、I，且該反應是重要的實驗室制取氣體的反應，由此可以推測，該反應是實驗室制取氨氣的反應，所以丁是氫氣，丙是氧氣，B能和氧氣反應生成水和E，所以B是氨氣，則乙是氮氣，A是氯化氫，甲是氯氣，D是氯化銨，F是氫氧化鈣，I是氯化鈣。E是NO，G是NO₂，NO₂溶于水生成硝酸和NO，則H是硝酸。
（1）反應④的化學方程式為2NH₄Cl＋Ca(OH)₂ CaCl₂＋2H₂O＋2NH₃↑。
（2）氨氣與NO反應生成氨氣和水，反應的化學方程式為4NH₃＋6NO＝5N₂＋6H₂O，其中還原劑是氨氣，氧化劑是NO，氮氣既是氧化產物，也是還原產物。由于還原劑與氧化劑的物質的量之比是2:3，所以該反應氧化產物與還原產物的物質的量之比也為2:3。
（3）0.1mol lL^-1A溶液和0.1mol ?L^-1B溶液等體積混合恰好反應生成氯化銨，溶液中NH₄^＋水解，所以溶液顯酸性，反應的離子方程式為NH₄^＋＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋。
（4）D是氯化銨，陽離子是NH₄^＋，NH₄^＋能和堿反應生成氨氣，因此可以通過檢驗氨氣來證明晶體中含有NH₄^＋，所以正確的操作是取一支試管加入適量的D晶體，然后加入適量的NaOH溶液，加熱，在試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙，若試紙變藍，則證明D晶體中含有NH₄^＋。
（5）鹽酸和硝酸都是酸抑制水的電離，在二者濃度相同的條件下對水的抑制程度相同。氯化銨是強酸弱堿鹽，溶于水NH₄^＋水解，促進水的電離，所以pH相同的A、D、H三種溶液，由水電離出的c(OH^－)的大小關系是D＞A＝H。
（6）溶液中均沒有出現紅色，則溶液中的溶質分別是氯化亞鐵和硝酸亞鐵，且二者的物質的量均是＝0.05mol。336ml氣體是氫氣，其物質的量是0.336L÷22.4L/mol＝0.015mol，則根據電子轉移相等可知，被還原的硝酸的物質的量是＝0.01mol，所以根據氮原子守恒可知，硝酸的物質的量是0.05mol×2＋0.01mol＝0.11mol，因此硝酸的體積是0.11mol÷1mol/L＝0.11L＝110ml。₄^＋檢驗、鹽類水解、外界條件對水電離平衡的影響以及氧化還原反應的有關計算等