Question

（14分）已知由短周期常见元素形成的纯净物A、B、C、D、E、F、X转化关系如下图所示，B、X为单质，D常温下为无色液体，A、B含同一种元素。（某些产物可能略去）

请回答下列问题：

（1）若E是有色气体，F是一元强酸，反应①是工业制备F的第一步反应。

①写出A与X反应的化学方程式：                          。

②有人认为“浓H₂SO₄可以干燥气体E”。某同学为了验证该观点是否正确，用下图装置进行实验。实验过程中，浓H₂SO₄中未发现有气体逸出，且浓H₂SO₄由无色变为红棕色，由此你得出的结论是                             。

③已知常温下1 mol气体E发生反应③放出46kJ热量，写出气体E与H₂O反应的热化学方式                                。

④在常温下，向V₁L pH=a的A溶液中加入V₂L pH=b的盐酸，且a+b=14，若反应后溶液的pH<7，则V₁和V₂的关系为V₁         V₂（填>、<、无法确定），所得溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序可能是                         。（写出一种情况即可）

（2）若E为无色无味气体，F是二元弱酸。

①E的电子式为                       ；

②将少量气体E通入氢氧化钡溶液中得不溶物G，G的K_SP=8.1×10^-9。现将该沉淀放入0.1mol/L的BaCl₂溶液中，其K_SP       ，（填：增大、减小或不变），此时，组成不溶物G的阴离子在溶液中的浓度为         mol/L。

Answer

（1）①4NH3＋5O24NO＋6H2O

②NO2能溶于浓硫酸中，浓硫酸不能干燥NO2 

③3 NO2（g）+ H2O（l）= 2HNO3（aq）+ NO（g）；  △H = －138 kJ/mol

④ < ，c(Cl－) >c(Na＋) >c(H＋) >c(OH－) 

（2）①（1分）    ②不变（1分）  ； 8.1×10-8

【解析】（1）D常温下为无色液体，则D可能是水。若E是有色气体，F是一元强酸，则E是NO2，F是硝酸。反应①是工业制备F的第一步反应。所以A是氨气，X是氧气，C是NO，B是氮气。

①该反应是氨的催化氧化，方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。

②浓H2SO4中未发现有气体逸出，且浓H2SO4由无色变为红棕色，这说明NO2能溶解在浓硫酸中，因此浓硫酸不能干燥NO2气体。

③根据题意可知，该反应的热化学方程式为3 NO2（g）+ H2O（l）= 2HNO3（aq）+ NO（g）；  △H = －138 kJ/mol。

④盐酸中氢离子浓度是10－bmol/L，氨水中OH－的浓度是10a－14mol/L＝10－bmol/L。由于氨水是弱碱，所以氨水的浓度一定大于10－bmol/L，反应后溶液显酸性所以氨水的体积一定小于盐酸的体积。由于二者恰好反应时，溶液显酸性，盐酸过量时液显酸性，所以离子浓度大小关系是c(Cl－) >c(NH4＋) >c(H＋) >c(OH－)或c(Cl－) >c(H＋)>cNH4＋) >c(OH－)。

（2）若E为无色无味气体，F是二元弱酸，则E是CO2，F是碳酸。

①CO2分子中含有碳氧双键，电子式为。

②溶度积常数只与温度有关系，所以在温度不变的条件下，溶度积常数不变。G是碳酸钡，当钡离子浓度是0.1mol/L时，CO32－浓度是＝8.1×10-8mol/L。