Question

如圖表示常見元素單質及化合物相應關系,某些生成物已略去。

已知:反應①為氯堿工業的基礎反應;X、Y為常見金屬,Z為形成酸雨的主要成分。請回答下列問題:
(1)D的電子式             ;H為           (填化學式)。
(2)完成下列方程式:
①空氣中含量最高的氣體與C反應的化學反應方程式                         ;
②反應②的化學反應方程式                         ;
③足量B通入H溶液的離子反應方程式                                       。

Answer 1

(1)Na⁺H]^-  NaHSO₃
(2)①N₂+3H₂2NH₃
②2Al+Fe₂O₃2Fe+Al₂O₃(或2Al+3CuO3Cu+Al₂O₃)
③Cl₂+HSO₃^-+H₂O=2Cl^-+SO₄^2-+3H⁺

氯堿工業基礎反應為電解飽和食鹽水的反應,反應方程式為2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑,故D為NaOH;又因為B能與金屬X反應,故B、C分別為Cl₂、H₂;聯想Cl₂能與Fe、Cu、Na等反應,若X為Fe(Cu),則E為FeCl₃(CuCl₂),F為Fe₂O₃(CuO);反應②為金屬與金屬氧化物在高溫下發生的反應,應該是鋁熱反應,可推測Y為Al,則G為Al₂O₃,則I為NaAlO₂。形成酸雨的主要氣體為SO₂和NO_x,過量二氧化硫氣體通入氫氧化鈉溶液生成NaHSO₃,NaAlO₂溶液中通過量SO₂氣體也生成NaHSO₃。若Z為NO₂,NO₂通入NaOH溶液生成NaNO₃、NaNO₂和H₂O,題中H溶液中溶質只有一種,所以Z只能為SO₂,H為NaHSO₃。空氣中含量最高的氣體為N₂,N₂與H₂反應方程式為N₂+3H₂2NH₃。反應②化學方程式為:2Al+Fe₂O₃2Fe+Al₂O₃或2Al+3CuO3Cu+Al₂O₃。Cl₂具有氧化性,HS具有還原性,足量Cl₂通入NaHSO₃溶液中發生氧化還原反應,離子方程式為Cl₂+HSO₃^-+H₂O=2Cl^-+SO₄^2- +3H⁺。