Question

5．中學化學常見物質(zhì)W、X、Y、Z之間存在如下轉化關系W+X→Y+Z+H₂O，請按要求填空：
（1）若W為短周期元素組成的黑色固體物質(zhì)，與X的濃溶液共熱時，產(chǎn)生Y、Z兩種氣體．Y、Z兩種氣體均能使澄清石灰水變渾濁，則W與X反應的方程式是C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，鑒別這兩種氣體不能選用的試劑是②（填序號）．
①品紅溶液    ②BaCl₂溶液   ③酸性高錳酸鉀溶液   ④酸化的硝酸鋇溶液
（2）若向500ml 2mol/L的NaOH溶液中通入0.8mol無色無味的氣體Y，恰好完全反應，此時溶液中的離子濃度按照由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 Y、Z兩種氣體均能使澄清石灰水變渾濁，為SO₂、CO₂，W為短周期組成的黑色固體物質(zhì)，與X的濃溶液共熱時，產(chǎn)生SO₂、CO₂兩種氣體，同時生成水，W為C單質(zhì)，X為濃硫酸，符合轉化關系，據(jù)此答題．

解答 解：（1）Y、Z兩種氣體均能使澄清石灰水變渾濁，為SO₂、CO₂，W為短周期組成的黑色固體物質(zhì)，與X的濃溶液共熱時，產(chǎn)生SO₂、CO₂兩種氣體，同時生成水，W為C單質(zhì)，X為濃硫酸，符合轉化關系，碳與濃硫酸在加熱的條件下生成SO₂、CO₂、水，反應方程式為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
①SO₂能使品紅溶液褪色，CO₂不能使品紅溶液褪色，可以鑒別，
②SO₂、CO₂都不能與氯化鋇溶液反應，無法區(qū)別，
③SO₂能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，使酸性高錳酸鉀褪色，CO₂不能反應，可以鑒別，
④酸化的硝酸鋇溶液通入SO₂，可以氧化亞硫酸鋇為硫酸鋇，產(chǎn)生白色沉淀，通入CO₂不反應，可以鑒別，故選②；
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；②；
（2）CO₂的物質(zhì)的量0.8mol，500mL2mol/L NaOH的水溶液中n（NaOH）=0.5L×2mol/L=1mol，n（CO₂）：n（NaOH）=0.8mol：1mol=2：3=1：1.25，介于1：1與1：2之間，故反應生成碳酸鈉與碳酸氫鈉，令碳酸鈉與碳酸氫鈉的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，由鈉離子守恒有2a+b=1，由碳元素守恒有a+b=0.8，聯(lián)立方程，解得a=0.2，b=0.6，反應離子方程式為：4CO₂+5OH^-=CO₃^2-+3HCO₃^-+2H₂O；碳酸根、碳酸氫根水解，溶液呈堿性c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根的水解程度比碳酸氫根的大，但水解程度很小，故c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），c（CO₃^2-）原大于c（OH^-），溶液中鈉離子難度最大，故c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點評 本題以轉化關系的形式考查S元素單質(zhì)及其化合物之間的相互轉化關系、化學用語的書寫能力，熟練掌握元素化合物知識是解題的關鍵，判斷氫氧化鈉與二氧化碳的反應以生成物的物質(zhì)的量關系，是本題易錯點，對學生的邏輯推理能力提出較高要求．