Question

3．以下是部分短周期元素及其化合物的转化关系图（反应条件、生成的水略去），已知：（a）A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在常温下为气体．（b）反应①、②是化工生产中的重要反应．（c） E是导致酸雨的污染物之一，K是常用氮肥．（d） L具有漂白性，可由Cl₂与NaOH溶液反应制得．（e） J是由两种元素组成，摩尔质量为32g/mol．

请按要求完成以下问题：
（1）反应③化学方程式为2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄．
（2）化合物J的分子式为N₂H₄．
（3）E与L水溶液反应的离子方程式为ClO^-+SO₂+2OH^-=Cl^-+SO₄^2-+H₂O．
（4）如果H表示由两种无水盐组成的混合物，且其中组成A、C两单质的元素质量比为2：1．请计算两盐在混合物中的质量分数分别为（NH₄）₂SO₃为15.93%、NH₄HSO₃为84.07%．

Answer 1

分析 由短周期元素的单质及其化合物的转化关系图可知，化合物E是形成酸雨的污染物之一，则E为SO₂，A、B、C、D都是非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体，则A为S，B为O₂；化合物K是常用的氮肥，K为硫酸铵，所以F为氨气，则C、D分别为N₂、H₂；化合物L具有漂白性，可由Cl₂与NaOH溶液反应而制得，则L为NaClO，氨气与NaClO反应生成J，J由两种元素组成，它是火箭推进剂的成分之一，其相对分子质量为32，则J为N₂H₄；J与氧气反应生成C，C为氮气，以此解答该题．

解答 解：由短周期元素的单质及其化合物的转化关系图可知，化合物E是形成酸雨的污染物之一，则E为SO₂，A、B、C、D都是非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体，则A为S，B为O₂；化合物K是常用的氮肥，K为硫酸铵，所以F为氨气，则C、D分别为N₂、H₂；化合物L具有漂白性，可由Cl₂与NaOH溶液反应而制得，则L为NaClO，氨气与NaClO反应生成J，J由两种元素组成，它是火箭推进剂的成分之一，其相对分子质量为32，则J为N₂H₄；J与氧气反应生成C，C为氮气，
（1）该反应为氨气与硫酸反应生成硫酸铵，化学反应为2NH₃+H₂SO₄═（NH₄）₂SO₄，故答案为：2NH₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄；
（2）由以上分析可知J为N₂H₄，故答案为：N₂H₄；
（3）L的溶液与化合物E反应，L为NaClO，E为SO₂，在溶液中发生氧化还原反应生成氯化钠、硫酸钠，离子反应为ClO^-+SO₂+2OH^-═Cl^-+SO₄^2-+H₂O，
故答案为：ClO^-+SO₂+2OH^-=Cl^-+SO₄^2-+H₂O；
（4）如果H表示由两种无水盐组成的混合物，且其中组成S、N两单质的元素质量比为2：1，则应为（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃的混合物，
设（NH₄）₂SO₃为xmol，NH₄HSO₃为ymol，
则32（x+y）：14（2x+y）=2：1，
x：y=1：6，
则（NH₄）₂SO₃、NH₄HSO₃的质量分数分别为$\frac{108}{108+6×95}×100%$=15.93%，1-15.93%=84.07%，
故答案为：（NH₄）₂SO₃ 为15.93%；NH₄HSO₃为84.07%．

点评 本题考查无机物的推断，为高频考点，侧重学生的分析、计算能力的考查，利用物质的性质及转化关系图来推断出各物质是解答本题的关键，（4）注意混合物的计算，题目难度中等．