Question

4．已知A、B、D、E四种物质中均含有同一种短周期元素，D为气体单质，E为黑色粉末，在如图1转化中E均起催化作用（某些产物已略去）．请回答：
（1）A的化学式为KClO₃；B分子的电子式为．
（2）已知E与含A中某种元素的酸在一定条件下反应，产生一种含有该元素的气体X．某校化学兴趣小组为研究该气体的性质，设计如图2所示装置进行实验．装置III中夹持装置已略去，其中a为干燥的品红试纸，b为湿润的品红试纸．
①装入药品前，检查I中气体发生装置气密性的操作是关闭分液漏斗活塞，在II中加水，没过长导管口，用酒精灯微热圆底烧瓶，若II中有气泡冒出，停止加热后，有水进入II中的长导管，形成一段水柱，则证明I气密性良好；
②写出装置I中发生反应的离子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
③实验过程中，观察到装置IV中出现淡黄色沉淀，其主要反应的离子方程式为S^2-+Cl₂=S↓+2 Cl^-；
④实验结束后，该组同学在装置Ⅲ中观察一b的红色褪去，但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象．为了达到这一实验目的，你认为在装置（选填装置序号）II和 III之间，还需添加洗气瓶，该装置的作用是除去氯气中的水蒸气（或干燥氯气）；
（3）气体X能与溶液B反应，生成气体D，写出反应的化学方程式Cl₂+H₂O₂=2HCl+O₂．

Answer 1

分析 已知A、B、D、E四种物质中均含有同一种短周期元素，D为气体单质，E为黑色粉末，在如图1转化中E均起催化作用，则E应为MnO₂，根据物质的状态和反应条件下可知A为KClO₃，B为H₂O₂，都可在MnO₂作催化剂的条件下生成氧气，所以D应为O₂，E与含A中某元素的浓酸在一定条件下反应，产生一种含有该元素的气体X，应为MnO₂与浓盐酸的反应，生成X为Cl₂，结合题目的要求以及相关物质的性质解答该题．

解答 解：已知A、B、D、E四种物质中均含有同一种短周期元素，D为气体单质，E为黑色粉末，在如图1转化中E均起催化作用，则E应为MnO₂，根据物质的状态和反应条件下可知A为KClO₃，B为H₂O₂，都可在MnO₂作催化剂的条件下生成氧气，所以D应为O₂，E与含A中某元素的浓酸在一定条件下反应，产生一种含有该元素的气体X，应为MnO₂与浓盐酸的反应，生成X为Cl₂，
（1）由以上分析可知A为KClO₃，B为H₂O₂，电子式为，故答案为：KClO₃；；
（2）①装入药品前，检查I中气体发生装置气密性的操作是关闭分液漏斗活塞，在II中加水，没过长导管口，用酒精灯微热圆底烧瓶，若II中有气泡冒出，停止加热后，有水进入II中的长导管，形成一段水柱，则证明I气密性良好，
故答案为：关闭分液漏斗活塞，在II中加水，没过长导管口，用酒精灯微热圆底烧瓶，若II中有气泡冒出，停止加热后，有水进入II中的长导管，形成一段水柱，则证明I气密性良好；
②Ⅰ为制取氯气的发生装置，反应的方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
③实验过程中，观察到装置IV中出现淡黄色沉淀，其主要反应的离子方程式为 S^2-+Cl₂=S↓+2 Cl^-，故答案为：S^2-+Cl₂=S↓+2 Cl^-；
④为了观察到“a无明显变化”这一预期现象，通入Ⅲ中的氯气应为干燥后的氯气，所以应装置II和III添加盛有浓硫酸的洗气装置，用以除去氯气中的水蒸气，
故答案为：II和 III；除去氯气中的水蒸气（或干燥氯气）；
（3）气体X能与溶液B反应，生成气体D，反应的化学方程式为Cl₂+H₂O₂=2HCl+O₂，故答案为：Cl₂+H₂O₂=2HCl+O₂．

点评 本题考查无机物的推断以及性质实验的探究，题目难度中等，注意根据物质的原子结构特点和反应的转化关系推断各物质的种类，为解答该题的关键，本题侧重于物质的制备和性质探究，答题时要清楚实验原理和操作步骤．