Question

X、Y、Z、W四種化合物均由原子序數(shù)小于18的元素組成，其中X含有四種元素，X、Y、Z的焰色反應(yīng)均為黃色，W為無色無味氣體．這四種化合物具有如圖1所示轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分反應(yīng)物、產(chǎn)物及反應(yīng)條件已略去）．請(qǐng)回答：

（1）W的化學(xué)式是

 

．
（2）X與Y在溶液中反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（3）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖2所示裝置（夾持固定裝置已略去）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝置Ⅰ中為X，裝置Ⅲ中產(chǎn)生白色沉淀，裝置V中可收集到一種無色氣體．
①裝置Ⅰ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

，
裝置Ⅱ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
②用X含有的四種元素中的兩種組成的某化合物，在催化劑存在下制備并收集純凈干燥的裝置V中氣體，該化合物的化學(xué)式是

 

，所需儀器裝置是

 

（從上圖選擇必要裝置，填寫編號(hào)）．
（4）飲用水中的硝酸鈉對(duì)人類健康會(huì)產(chǎn)生危害．某飲用水研究人員提出，在燒堿溶液中用鋁粉將NO₃^-還原為N₂，其化學(xué)方程式為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,無機(jī)物的推斷

專題：推斷題,元素周期律與元素周期表專題

分析：（1）化合物X、Y、Z的焰色反應(yīng)均為黃色，說明三者均為鈉元素的化合物．X含有四種元素，在加熱條件下能生成Z，這四種化合物均為短周期元素組成，且W為無色無味的氣體，可推出X為NaHCO₃，Y為NaOH，Z為Na₂CO₃，W為CO₂；
（2）氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈉與水；
（3）①裝置Ⅰ是碳酸氫鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳與水，裝置Ⅲ中產(chǎn)生白色沉淀，置V中可收集到一種無色氣體，應(yīng)在裝置Ⅱ中反應(yīng)生成氣體，為二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，裝置Ⅲ除去氧氣中混有的二氧化碳，裝置Ⅳ為干燥氧氣，裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂；
②裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂，O₂的制取也可以用H₂O₂ 在二氧化錳作催化劑條件下分解制得，據(jù)此解答．

解答： 解：X、Y、Z的焰色反應(yīng)均為黃色，說明三者均為鈉元素的化合物．X含有四種元素，在加熱條件下能生成Z，這四種化合物均為短周期元素組成，且W為無色無味的氣體，可推出X為NaHCO₃，Y為NaOH，Z為Na₂CO₃，W為CO₂，
（1）由以上分析可知W為CO₂，故答案為：CO₂；
（2）氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈉與水，反應(yīng)離子方程式為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O，故答案為：HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（3）①X所含的四種元素為：Na、H、C、O，利用元素之間組成的化合物，制備并收集純凈干燥的無色氣體R．R由組成X的四種元素中的一種組成，為氣體單質(zhì)，裝置Ⅲ中產(chǎn)生白色沉淀，則裝置Ⅰ中反應(yīng)生成CO₂，Z為NaHCO₃或Na₂CO₃固體，在裝置Ⅱ中反應(yīng)生成氣體單質(zhì)R，應(yīng)為二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，裝置Ⅲ除去氧氣中混有的二氧化碳，裝置Ⅳ為干燥氧氣，裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂，則：
裝置Ⅰ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑，
裝置Ⅱ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案為：2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑；2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
②裝置Ⅴ中收集的氣體是O₂，O₂的制取也可以用2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑進(jìn)行，將裝置Ⅱ、Ⅲ去掉，分液漏斗中盛放H₂O₂，圓底燒瓶?jī)?nèi)盛放二氧化錳，所需儀器裝置是Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ，
故答案為：H₂O₂；Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ；
（4）在燒堿溶液中用鋁粉將NO₃^-還原為N₂，同時(shí)生成偏鋁酸鈉與水，反應(yīng)方程式為：10Al+6NaNO₃+4NaOH=10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O，
故答案為：10Al+6NaNO₃+4NaOH=10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及無機(jī)物的推斷、氣體的制備等，題目難度中等，注意碳酸鈉、碳酸氫鈉等物質(zhì)的性質(zhì)，把握常見氣體的制備方法．