Question

某含氯化合物A由兩種短周期元素組成，常溫下該物質為氣態，測得該氣體對空氣的相對密度為3.0，A溶于水可得只含單一溶質B的弱酸性溶液，B溶液在放置過程中其酸性會增強。常溫下，氣體A與NH₃反應生成離子晶體C、氣體單質D和常見液體E，D為空氣中含量最多的物質。氣體A可用某一氣體單質與潮濕的Na₂CO₃反應制得，同時生成兩種鈉鹽。請回答下列問題：
（1）氣體A的化學式為           ，氣體單質D對應元素在周期表中的位置為        。
（2）用化學方程式表示B溶液酸性增強的原因                                。
（3）氣體A與NH₃反應的化學方程式為               ，該反應體現氣體A具有      性。
（4）試寫出制取氣體A的化學方程式為                          。
（5）設計實驗探究離子晶體C的成分為                               。

Answer 1

（1）Cl₂O(2分）， 第二周期第VA族  (1分）  （2）2HClO＝2HCl + O₂↑(2分)
（3）3Cl₂O +10NH₃＝6NH₄Cl +2N₂ + 3H₂O  (2分）      氧化　　(2分)
（4）2Cl₂+2Na₂CO₃+ H₂O＝Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl   (2分)
（5）取少量晶體溶于水，分成兩份于試管中；一份加入濃NOH溶液、加熱，若產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，證明含有NH₄⁺；另一份加入用硝酸酸化的硝酸銀溶液，產生白色沉淀，證明含Cl^－，由此證明該晶體為NH₄Cl。(3分，每步1分)

解析試題分析：該氣體對空氣的相對密度為3.0，則A的相對分子質量是3.0×29＝87。又因為含氯化合物A由兩種短周期元素組成，氯元素的相對原子質量是35.5，所以該化合物應該含有2個氯原子，則另外一種元素的的相對原子質量是87－35.5×2＝16，所以是氧元素，則A的化學式為Cl₂O。A溶于水可得只含單一溶質B的弱酸性溶液，B溶液在放置過程中其酸性會增強，所以B是次氯酸。常溫下，氣體A與NH₃反應生成離子晶體C、氣體單質D和常見液體E，D為空氣中含量最多的物質，則D是氮氣。這說明該反應中氨氣被氧化生成氮氣，而還原產物是氯化氫，進而與氨氣反應生成氯化銨，即C是氯化銨。根據原子守恒可知，E是水。氣體A可用某一氣體單質與潮濕的Na₂CO₃反應制得，同時生成兩種鈉鹽。因此根據原子守恒可知，該氣體應該是氯氣，反應的方程式為2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O＝Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl。
（1）氣體A的化學式為Cl₂O，氣體單質D對應元素氮元素在周期表中的位置為第二周期第ⅤA族。
（2）次氯酸不穩定，受熱易分解，生成氯化氫和氧氣，因此溶液的酸性增強，反應的化學方程式為2HClO＝2HCl + O₂↑。
（3）二氧化氯具有強氧化性，能把氨氣氧化生成氮氣，反應的化學方程式為3Cl₂O +10NH₃＝6NH₄Cl +2N₂ + 3H₂O。在反應中氯元素的化合價從＋4價降低到－1價，得到電子，被還原，體現二氧化氯的氧化性。
（4）氯氣與碳酸鈉溶液發生自身的氧化還原反應生成二氧化氯，同時還產生兩種鹽，因此應該是碳酸氫鈉和氯化鈉，反應的化學方程式為2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O＝Cl₂O+2NaHCO₃+2NaCl。
（5）銨鹽能與強堿反應生成氨氣，氨氣能使濕潤的紅色石蕊試紙顯藍色，據此可以檢驗NH₄^＋。而氯離子可以通過硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗。即取少量晶體溶于水，分成兩份于試管中；一份加入濃NOH溶液、加熱，若產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，證明含有NH₄⁺；另一份加入用硝酸酸化的硝酸銀溶液，產生白色沉淀，證明含Cl^－，由此證明該晶體為NH₄Cl。
考點：考查物質推斷、元素周期表的結構、氧化還原反應的有關判斷與應用以及離子的檢驗