Question

由短周期常見元素形成的純凈物A、B、C、D、E、F、X轉化關系如下圖所示（某產物已略去）：

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0.1 mol·L^－1 A的水溶液，若向其中加入等體積0.1 mol·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0.1 mol·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

（1）① 3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO  ②c(H⁺)> c( SO₄^2-) > c(NH₄⁺) >c(OH^－) ③ ＜  3
（2）①第二周期ⅣA族 ② Fe₂O₃+3CO2 Fe +3CO₂ 不變 2.8×10^-8 mol·L^-1

試題分析：(1)根據物質間的相互轉化關系及已知條件可推知A是NH₃，B是N₂，C是NO，D是H₂O，E是NO₂。F是HNO₃，X是O₂。①寫出E→F反應的化學方程式是3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；②氨水與硫酸等體積等濃度混合得到的為NH₄HSO₄溶液。NH₄HSO₄= NH₄⁺+H⁺+SO₄^2-。由于發生：NH₄⁺+H₂O NH₃·H₂O+H⁺。H₂OOH^-+H⁺。所以所得溶液中各離子的物質的量濃度由大到小的順序是c(H⁺)> c( SO₄^2-) > c(NH₄⁺) >c(OH^－)。③在常溫下，對于NH₃·H₂O pH＝a,C(H+)= 10^-amol/L ,C(OH^-)= 10^(a-14)mol/L pH＝b的鹽酸，C(H⁺)=10^-bmol/L 且a＋b＝14，所以C(H⁺)= C(OH^-)。由于堿為弱堿C(NH₃·H₂O)>C(HCl).若恰好完全反應， V₁和V₂的關系是V₁＜V₂。若NH₄Cl與HCl的PH相等，假設它們的PH為X，則前者水電離產生的C(H⁺)=10^-amol/L,后者由水電離出的c(H^＋)為10^-(a+8)mol/L, C(OH^-)= c(H^＋)=10^-(a+8)mol/L,在整個溶液中C(OH^-)·c(H^＋)=Kw=10^-14. 10^-(a+8) ·10^-a=10^-14.解得a="3." 則兩種溶液的pH＝3.(2) 根據物質間的相互轉化關系及已知條件可推知A是CH₄，B是C，C是CO，D是H₂O，E是CO₂。F是H₂CO₃，X是O₂。①B所含元素在周期表中的位置第二周期ⅣA族，②寫出氧化鐵與CO反應的化學方程式：Fe₂O₃+3CO2 Fe +3CO₂。因為沉淀的溶度積常數K_Sp只與溫度有關，與離子的濃度大小無關，所以將該沉淀放入0.1 mol·L^－1的CaCl₂溶液中，其K_sp不變。此時，組成不溶物F的陰離子在溶液中的濃度為2.8×10^－9÷0.1=2.8×10^-8 mol/L^.