Question

金属及其化合物的种类很多，我们可以按照“金属单质、金属氧化物、金属氢氧化物、盐”的类别进行研究。A是短周期元素中原子半径最大的金属元素(“→”所指的转化都是一步完成)。

(1)A与水反应的离子方程式：_______________。

(2)若B为呼吸面具中的供氧剂，其供氧时每生成1molO₂，反应过程中转移的电子数为____________(用N_A表示阿伏伽德罗常数，用含N_A的代数式表示)。

(3)200℃时，11.6gCO₂和H₂O的混合气体与足量的B反应，反应后固体增加了3.6g，则原混合物的平均相对分子质量为__________。

(4)若称取10.5 g纯净的NaHCO₃固体，加热一段时间后，剩余固体的质量为8.02 g。如果把剩余的固体全部加入到100 mL 2 mol·L^-1的盐酸中充分反应。求溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度(设溶液的体积变化及盐酸的挥发忽略不计)___________。

(5)某化学反应方程式(未配平)：KMnO₄+KI+H₂SO₄→MnSO₄+I₂+KIO₃+K₂SO₄+H₂O，若该反应方程式中I₂和KIO₃的计量数分别是6和3，请将方程式配平；_____KMnO₄+______KI+_____H₂SO₄→_____MnSO₄+6I₂+3KIO₃+_____K₂SO₄+_____H₂O，并用单线桥标出电子转移的方向和数目：_________。

Answer

2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 2NA 23.2 0.75 mol·L-1 6 15 15 6 9 15

【解析】

A是短周期元素中原子半径最大的金属元素，则A为Na，钠与氧气反应生成氧化钠或过氧化钠，B为Na2O或Na2O2，Na2O或Na2O2和水反应生成氢氧化钠，C为氢氧化钠，氢氧化钠与酸反应生成钠盐，D为钠盐，钠与水反应生成氢氧化钠；

(1)A为钠与水反应生成氢氧化钠和氢气；

(2)若B为呼吸面具中的供养剂，其供养时每生成1mol O2，过氧化钠中氧元素化合价-1价变化为0价和-2价，1mol过氧化钠反应电子转移1mol；

(3)若B为Na2O，与11.6g CO2和H2O的反应为化合反应，反应后增重的质量应为11.6g，但实际反应后固体增重的质量只有3.6g，说明固体B为过氧化钠，结合反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑计算解答。

(4)根据n=计算n(NaHCO3)，NaHCO3最终完全转变成NaCl，消耗盐酸的物质的量等于NaHCO3物质的量，再计算剩余HCl物质的量，根据c=计算溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度。

(5)反应KMnO4+KI+H2SO4→MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O中，Mn元素化合价降低，由+7价降低到+2价，被还原，KMnO4为氧化剂，I元素化合价升高，由-1价升高到0价和+5价，KI为还原剂，则氧化产物为I2和KIO3，结合氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等配平方程式并标出电子转移的方向和数目，以此解答。

(1)钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，离子反应方程式为：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑；

(2)若B为呼吸面具中的供氧剂，则B为Na2O2，其供氧时，其供养时主要反应的化学方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑，过氧化钠中氧元素化合价-1价变化为0价和-2价，1mol过氧化钠反应电子转移1mol，其供养时每生成1mol O2消耗2mol过氧化钠，转移2mol电子，则反应过程中转移的电子数为2NA；

(3)若B为Na2O，与11.6g CO2和H2O的反应为化合反应，反应后增重的质量应为11.6g，但实际反应后固体增重的质量只有3.6g，说明固体B为过氧化钠，由反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，可知参加反应的CO2和H2O与生成O2的物质的量之比为2:1，m(增重)=m(吸收)−m(放出)，即11.6g−m(O2)=3.6g，m(O2)=11.6g−3.6g=8.0g，所以n(O2)= =0.25mol，n(CO2和H2O)=0.5mol，则原混合气体的平均摩尔质量为=23.2g/mol；

(4)n(NaHCO3)==0.125 mol，NaHCO3最终完全转变成NaCl，消耗盐酸的物质的量等于NaHCO3物质的量，则n(HCl)剩余=n(HCl)−n(NaHCO3)=0.1L×2mol·L-1−0.125mol=0.075mol，所以溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度为：c(HCl)剩余==0.75mol·L-1；

(5)反应KMnO4+KI+H2SO4→MnSO4+I2+KIO3+K2SO4+H2O中，Mn元素化合价降低，由+7价降低到+2价，I元素化合价升高，由-1价升高到0价和+5价，若该反应方程式中I2和KIO3的计量数分别是6和3，则I元素失去电子的数目为2×6(1−0)+3×[5−(−1)]=30，则KMnO4的化学计量系数应为=6，结合质量守恒可知，该反应的化学反应方程式为6KMnO4+15KI+15H2SO4=6MnSO4+6I2+3KIO3+9K2SO4+15H2O，用单线桥标出电子转移的方向和数目为：。