Question

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（某产物已略去）：

已知：B、X为单质，常温下D为无色液体，A、B含同一种元素。

请回答下列问题：

（1）若E气体是大气污染物，F是一元强酸。

①写出E→F反应的化学方程式：                                     。

②现有25℃时0.1 mol·L^－1 A的水溶液，若向其中加入等体积0.1 mol·L^－1的稀硫酸，则所得溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是                             。

③在常温下，向V₁ L pH＝a的A的水溶液中加入V₂ L pH＝b的盐酸，且a＋b＝14，若恰好完全反应，则V₁和V₂的关系为V_l     V₂（填“＞”、“＜”、“＝”或“无法确定”），等pH的所得溶液与盐酸比较，由水电离出的c(H^＋)前者为后者的10⁸倍，则两种溶液的pH＝       。

（2）若E气体不是大气污染物，F是二元弱酸。

①B所含元素在周期表中的位置                    。

②写出氧化铁与C反应的化学方程式：                               ；将少量气体E通入氢氧化钙溶液中得不溶物F，F的K_sp＝2.8×10^－9。现将该沉淀放入0.1 mol·L^－1的CaCl₂溶液中，其K_sp       （填“增大”、“减小”或“不变”），此时，组成不溶物F的阴离子在溶液中的浓度为              。

Answer

（1）① 3NO2+H2O=2HNO3+NO  ② c(H+)> c( SO42-) > c(NH4+) >c(OH－)  ③ ＜  3

（2）①第二周期ⅣA族  ② Fe2O3+3CO2 Fe +3CO2  不变  2.8×10-8 mol·L-1

【解析】

试题分析：(1)根据物质间的相互转化关系及已知条件可推知A是NH3，B是N2，C是NO，D是H2O，E是NO2。F是HNO3，X是O2。①写出E→F反应的化学方程式是3NO2+H2O=2HNO3+NO；②氨水与硫酸等体积等浓度混合得到的为NH4HSO4溶液。NH4HSO4= NH4++H++SO42-。由于发生：NH4++H2O NH3·H2O+H+。H2OOH-+H+。所以所得溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c(H+)> c( SO42-) > c(NH4+) >c(OH－)。③在常温下，对于NH3·H2O pH＝a,C(H+)= 10-amol/L ,C(OH-)= 10(a-14)mol/L pH＝b的盐酸，C(H+)=10-bmol/L 且a＋b＝14，所以C(H+)= C(OH-)。由于碱为弱碱C(NH3·H2O)>C(HCl).若恰好完全反应， V1和V2的关系是V1＜V2。若NH4Cl与HCl的PH相等，假设它们的PH为X，则前者水电离产生的C(H+)=10-amol/L,后者由水电离出的c(H＋)为10-(a+8)mol/L, C(OH-)= c(H＋)=10-(a+8)mol/L,在整个溶液中C(OH-)·c(H＋)=Kw=10-14. 10-(a+8) ·10-a=10-14.解得a=3. 则两种溶液的pH＝3.(2) 根据物质间的相互转化关系及已知条件可推知A是CH4，B是C，C是CO，D是H2O，E是CO2。F是H2CO3，X是O2。①B所含元素在周期表中的位置第二周期ⅣA族，②写出氧化铁与CO反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2 Fe +3CO2。因为沉淀的溶度积常数KSp只与温度有关，与离子的浓度大小无关，所以将该沉淀放入0.1 mol·L－1的CaCl2溶液中，其Ksp不变。此时，组成不溶物F的阴离子在溶液中的浓度为2.8×10－9÷0.1=2.8×10-8 mol/L.

考点：考查元素、化合物的推断、离子浓度的比较、影响溶度积常数的因素及离子浓度的计算等知识。