Question

5．有三种金属单质A、B、C，其中A的焰色反应为黄色，B、C是常见金属．三种金属单质A、B、C能与气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H之间发生如下转化关系（图中有些反应的产物和反应的条件没有标出）．NaNO₂因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒．已知在酸性溶液中，NaNO₂能发生如下反应：2NaNO₂+4HI=2NO↑+I₂+2NaI+2H₂O
（1）上述反应中氧化剂是NaNO₂．
（2）根据上述反应，鉴别NaNO₂和NaCl．可选用的物质有：①水  ②碘化钾淀粉试纸  ③淀粉  ④白糖  ⑤食醋，你认为下列几组合适的是C（填选项）．
A．③⑤B．①②④C．①②③⑤D．①②
（3）某厂废液中，含有2%--5%的NaNO₂，直接排放会造成污染，下列试剂能使NaNO₂转化为不引起二次污染的N₂的是B．
A．NaCl        B．NH₄Cl        C．HNO₃D．浓H₂SO₄
（4）请配平以下化学方程式：
10Al+6NaNO₃+4NaOH=10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O．若反应过程中转移1mol e^-，则生成标准状况下N₂的体积为2.24L．

Answer 1

分析 金属A焰色反应为黄色，故A为金属Na，与水反应生成NaOH与氢气，则D为NaOH，气体甲为H₂；氢氧化钠与金属B反应生成氢气，故金属B为Al．黄绿色气体乙为Cl₂，与氢气反应生成丙为HCl，HCl溶于水得物质E为盐酸．氢氧化钠与物质G反应生成红褐色沉淀H是Fe（OH）₃，故物质G中含有Fe³⁺，由转化关系HCl$\stackrel{金属C}{→}$物质F$\stackrel{氯气}{→}$物质G，可知金属C为Fe，物质F为FeCl₂，物质G为FeCl₃，结合物质的性质解答该题．

解答 解：金属A焰色反应为黄色，故A为金属Na，与水反应生成NaOH与氢气，则D为NaOH，气体甲为H₂；氢氧化钠与金属B反应生成氢气，故金属B为Al．黄绿色气体乙为Cl₂，与氢气反应生成丙为HCl，HCl溶于水得物质E为盐酸．氢氧化钠与物质G反应生成红褐色沉淀H是Fe（OH）₃，故物质G中含有Fe³⁺，由转化关系HCl$\stackrel{金属C}{→}$物质F$\stackrel{氯气}{→}$物质G，可知金属C为Fe，物质F为FeCl₂，物质G为FeCl₃，
（1）在反应2NaNO₂+4HI=2NO↑+I₂+2NaI+2H₂O中，碘从-1价变为0价，氮从+3价变为+2价，所以氧化剂是 NaNO₂，
故答案为：NaNO₂；   
（2）鉴别NaNO₂和NaCl，可以用在酸性条件下碘化钾被亚硝酸钠氧化成碘单质，再用淀粉检验碘单质，用到的试剂为水、碘化钾淀粉试纸、食醋，故选C；
（3）根据氮元素的化合价的变化可知，NaNO₂转化为不引起二次污染的N₂时，氮的化合价降低，所以要选的试剂氮元素的化合价要升高，故选B；
（4）在反应Al+NaNO₃+NaOH=NaAlO₂+N₂↑+H₂O中，铝元素从0价变为+3价，氮从+5价变为0价，根据电子得失守恒可知，Al的系数为10，NaNO₃的系数为6，NaAlO₂的系数为10，N₂的系数为3，根据钠元素守恒可知，NaOH的系数为4，根据氢元素守恒可知，H₂O的系数为2，所以反应方程式为10Al+6 NaNO₃+4 NaOH=10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O，该反应中每生成3mol氮气，转移的电子数目为30mol，所以反应过程中转移1mol e^-，则生成标准状况下N₂的物质的量为0.1mol，其体积为2.24L，
故答案为：10、6、4、10、3、2； 2.24．

点评 本题是考查物质推断与性质、常用化学用语，涉及Na、Fe、Al元素单质化合物的性质及相互转化，注意特殊的颜色与特殊反应是推断的突破口，难度中等，掌握元素化合物的性质是解题的关键，需要学生熟练掌握元素化合物知识．