Question

8．（1）A+B→X+Y+H₂O（未配平，反应条件略去）是中学常见反应的化学方程式，其中A，B的物质的量之比为1：4．请回答：
①若Y是黄绿色气体，则该反应的离子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；将Y与等物质的量的SO₂充分混合后通入品红溶液，未见其褪色，原因是SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl（请用化学方程式解释说明）．
（2）若A为非金属单质，构成它的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍，B的溶液为某浓酸，则反应所得的氧化产物的化学式为CO₂，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是4：1
（3）若A为金属单质，常温下A在B的浓溶液中“钝化”，而且A可溶于X溶液中．
①A元素的元素符号为Fe，则A与B的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是1：1．
②若含amol X的溶液溶解了一定量A后，此时溶液中两种金属阳离子的物质的量恰好相等，则被还原的X的物质的量为0.4amol（用含a代数式表示）；为保证A与B充分反应后最终所得的溶液中同时含有上述两种金属阳离子，则此时B与A的物质的量应满足的取值范围是$\frac{8}{3}$＜n（B）：n（A）＜4．

Answer 1

分析 （1）若Y是黄绿色气体为Cl₂，A、B的物质的量之比为1：4，应是二氧化锰与浓盐酸制备氯气，将Y为Cl₂与等物的量的SO₂充分混合后通入品红溶液氯气和二氧化硫恰好完全反应生成硫酸和氯化氢；
（2）若A为非金属单质，构成它的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍，判断为C，B的溶液为浓硫酸，应是碳与浓硝酸反应，化学方程式为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，氧化产物为CO₂；根据电子得失守恒判断反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比；
（3）A为金属单质，常温下A在B的浓溶液中“钝化”，则A为铁或铝，B为浓硫酸或浓硝酸，又A可溶于X溶液中则A为铁，由A、B的物质的量之比为1：4，该反应为铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水；为保证A与B充分反应后最终所得的溶液中同时含有上述两种金属阳离子，可以依据极值计算分析判断．

解答 解：（1）若Y是黄绿色气体为Cl₂，A、B的物质的量之比为1：4，应是二氧化锰与浓盐酸制备氯气，反应离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；将Y为Cl₂与等物的量的SO₂充分混合后通入品红溶液氯气和二氧化硫恰好完全反应生成硫酸和氯化氢，SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（2）若A为非金属单质，B的溶液为浓硫酸，应是碳与浓硝酸反应，化学方程式为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，氧化产物为CO₂，由化合价可知碳元素的化合价升高，则碳作还原剂，硝酸中氮元素的化合价降低，则硝酸作氧化剂，由化学计量数可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，
故答案为：CO₂；4：1； 
（3）A为金属单质，常温下A在B的浓溶液中“钝化”，则A为铁或铝，B为浓硫酸或浓硝酸，又A可溶于X溶液中则A为铁，由A、B的物质的量之比为1：4，该反应为铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水；
①铁为26号元素，元素符号为Fe，由A、B的物质的量之比为1：4，该反应为铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂0，A与B的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1；
故答案为：Fe，1：1；
②设被还原的硝酸铁的物质的量为x，则：
2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，
 2         3
 x         1.5x 
由溶液中两种金属阳离子的物质的量恰好相等，则a-x=1.5x，解得x=0.4a，
为保证A与B充分反应后最终所得的溶液中同时含有上述两种金属阳离子，可以依据极值计算分析判断取值
Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂0，
1     4
3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
3     8
则此时B与A的物质的量比应满足的取值范围是：$\frac{8}{3}$＜n（B）：n（A）＜4，
故答案为：0.4a；$\frac{8}{3}$；4．

点评 本题较难，考查知识点较多，学生应熟悉常见的氧化还原反应及常见物质的性质是解答本题的关键，并能利用离子方程式或化学反应方程式来分析解答问题．