Question

分类是学习的一种重要方法，“价一类”二维图对学习化学知识具有重要的指导意义。物质的化学反应常与外界条件密切相关。回答下列问题：

（1）含有同一元素的X、Y、Z、E、M五种物质，一定条件下有以下的转化关系。

①若E为红棕色气体，则该气体的收集方法为___；X分子含有10个电子，则气体X水溶液中离子有___。

②若Y为淡黄色固体单质，写出Z→E的化学反应方程式___。

（2）盐酸、硫酸、硝酸是工业生产中常用的三种强酸。

①盐酸既有酸性，又能表现氧化性和还原性，其还原产物是___；若足量的MnO₂与100mL12mol·L^-1的浓盐酸反应，生成Cl₂的物质的量___0.3mol（填：“大于”、“等于”、“小于”）。

②足量的锌与浓硫酸反应，反应开始时的化学方程式为___；反应快结束时的离子反应方程式为___。

③将6.4g铜与足量的浓硝酸反应，产生NO和NO₂气体的体积为2.24L（STP），则参加反应的硝酸的物质的量为___。

Answer

向上排空气法 OH-、NH4+、H+ 2SO2+O22SO3 H2 小于 Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O Zn＋2H+Zn2+＋H2↑ 0.3 mol

【解析】

（1）①E为红棕色气体，则E为NO2， X、Y、Z、E、F均含有同一元素，则X为NH3，Y为N2，Z为NO， F为HNO3，Q为O2，据此分析；

②若Y为淡黄色固体单质，则Y为S，Q为O2，Z→E为SO2与O2反应，据此分析；

（2）①盐酸中的氢是＋1价，是氢的最高价，可以得到电子变成低价，而表现氧化性；盐酸中的氯是－1价，是氯的最低价，它可以失去电子变成高价，而表现还原性；MnO2与浓盐酸反应，随着反应不断进行，盐酸的浓度不断降低，当低于某一浓度时，反应不再进行，据此解答；

②反应开始时的硫酸是浓硫酸，具有强氧化性，其还原产物为SO2，因为锌粉足量，所以反应结束时的硫酸是稀硫酸，其中H+表现出弱氧化性，其还原产物为H2，据此分析；

③依据氧化还原反应守恒规律分析。

（1）①E为红棕色气体，则E为NO2，由于NO2能与水反应，密度比空气大，因此不能用排水法，用向上排空气法收集；X、Y、Z、E、F均含有同一元素，X分子含有10个电子，则X为NH3，NH3的水溶液中存在氨气和水的反应，以及一水合氨的电离平衡，同时存在水的电离平衡，所以存在的离子有OH-、NH4+、H+，

故答案为：向上排空气法；OH-、NH4+、H+；

②若Y为淡黄色固体单质，则Y为S，Q为O2，Z→E的化学反应方程式为：2SO2+O22SO3,

故答案为：2SO2+O22SO3；

（2）①盐酸中的氢由＋1得到电子降低变成0价的H2时，盐酸表现氧化性，被还原得到的还原产物是H2。若足量的MnO2与100mL12mol·L-1的浓盐酸反应，即0.12mol浓盐酸参与反应，由方程式可知，每反应4mol浓盐酸，生成1mol Cl2，则0.12mol浓盐酸参与反应时，生成0.3 mol Cl2，但随着反应不断进行，盐酸的浓度不断降低，当低于某一浓度时，反应不再进行，因此生成Cl2的物质的量小于0.3mol，

故答案为：H2；小于；

②反应开始时的硫酸是浓硫酸，具有强氧化性，其还原产物为SO2，方程式为：Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O；因为锌粉足量，所以反应结束时的硫酸是稀硫酸，其中H+表现出弱氧化性，其还原产物为H2，反应的离子方程式为：Zn＋2H+Zn2+＋H2↑，

故答案为：Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O；Zn＋2H+Zn2+＋H2↑；

③6.4g铜的物质的量为0.1mol，标准状况下2.24L NO和NO2气体混合气体的总物质的量为0.1mol，按照铜原子守恒，可知，生成Cu(NO3)2的物质的量为0.1mol，按照氮原子守恒，产物中共含有0.3 molN，消耗HNO3的物质的量为0.3 mol，

故答案为：0.3 mol。