Question

已知通常状况下甲、乙、丙、丁等为气体单质，A、B、C、D、E、F、G、H等为化合物，其中A、B、E、G均为气体,C为常见液体。反应①、②、③都是重要的化工反应，反应④是重要的实验室制取气体的反应。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去）。

请回答下列问题：

(1)反应④的化学方程式为: ________________________。

(2)B和E在一定条件下可发生反应,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环境的污染，该反应氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。

(3)0.1mol lL^-1A溶液和0.1mol •L^-1 B溶液等体积混合，溶液呈________性,原因是(用离子方程式说明) ________________。

(4)请设计实验检验D晶体中的阳离子(简述实验操作、现象和结论）：________________。

(5)pH相同的A、D、H三种溶液，由水电离出的c(OH^－)的大小关系是(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(标准状况下)的气体，向所得溶液中加入KSCN溶液，溶液无红色出现；若取同质量的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,溶液也无红色出现,则所加入的H溶液的体积是________。

Answer

（每空2分，最后一空每空3分，共计15分）

（1）2NH4Cl＋Ca(OH)2  CaCl2＋2H2O＋2NH3↑  （2）2:3

（3）酸性；NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋

（4）取一支试管加入适量的D晶体，然后加入适量的NaOH溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则证明D晶体中含有NH4＋

（5）D＞A＝H   （6）110ml

【解析】

试题分析：C为常见液体，则C可能是水。通常状况下甲、乙、丙、丁等为气体单质，则丙和丁应该是氢气和氧气。A和B都是化合物，且都是气体。又因为A和B可以反应生成D，D和F反应生成B、C、I，且该反应是重要的实验室制取气体的反应，由此可以推测，该反应是实验室制取氨气的反应，所以丁是氢气，丙是氧气，B能和氧气反应生成水和E，所以B是氨气，则乙是氮气，A是氯化氢，甲是氯气，D是氯化铵，F是氢氧化钙，I是氯化钙。E是NO，G是NO2，NO2溶于水生成硝酸和NO，则H是硝酸。

（1）反应④的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2  CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。

（2）氨气与NO反应生成氨气和水，反应的化学方程式为4NH3＋6NO＝5N2＋6H2O，其中还原剂是氨气，氧化剂是NO，氮气既是氧化产物，也是还原产物。由于还原剂与氧化剂的物质的量之比是2:3，所以该反应氧化产物与还原产物的物质的量之比也为2:3。

（3）0.1mol lL-1A溶液和0.1mol •L-1 B溶液等体积混合恰好反应生成氯化铵，溶液中NH4＋水解，所以溶液显酸性，反应的离子方程式为NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋。

（4）D是氯化铵，阳离子是NH4＋，NH4＋能和碱反应生成氨气，因此可以通过检验氨气来证明晶体中含有NH4＋，所以正确的操作是取一支试管加入适量的D晶体，然后加入适量的NaOH溶液，加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则证明D晶体中含有NH4＋。

（5）盐酸和硝酸都是酸抑制水的电离，在二者浓度相同的条件下对水的抑制程度相同。氯化铵是强酸弱碱盐，溶于水NH4＋水解，促进水的电离，所以pH相同的A、D、H三种溶液，由水电离出的c(OH－)的大小关系是D＞A＝H。

（6）溶液中均没有出现红色，则溶液中的溶质分别是氯化亚铁和硝酸亚铁，且二者的物质的量均是＝0.05mol。336ml气体是氢气，其物质的量是0.336L÷22.4L/mol＝0.015mol，则根据电子转移相等可知，被还原的硝酸的物质的量是＝0.01mol，所以根据氮原子守恒可知，硝酸的物质的量是0.05mol×2＋0.01mol＝0.11mol，因此硝酸的体积是0.11mol÷1mol/L＝0.11L＝110ml。

考点：考查无机框图题的推断、氨气制备、NH4＋检验、盐类水解、外界条件对水电离平衡的影响以及氧化还原反应的有关计算等