A、B、C、D是短周期元素形成的四种气体单质。E、F均为气体,且F为红棕色。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)。
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请回答下列问题:
⑴D的化学式为 。
⑵反应③的离子方程式为 。
⑶Y和E在一定条件下可反应生成B和Z,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环境的污染,该反应的化学方程式为 。
⑷0.1 mol·L-1的X溶液和0.1 mol·L-1的Y溶液等体积混合,溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”),原因是_______________________________________(用离子方程式说明)。
⑸常温下0.1 mol·L-1的Y溶液中c(H+)/c(OH-)=1×10-8,下列叙述正确的是( )
A.该溶液的pH=11
B.该溶液中的溶质电离出的阳离子浓度0.1 mol·L-1
C.该溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)乘积为1×10-22
D.pH=3的盐酸溶液V1 L与该0.1 mol·L-1的Y溶液V2 L混合,若混合溶液pH=7,则:V1>V2
E.将以上溶液加水稀释100倍后,pH为9
(14分)⑴H2(2分)⑵3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO(2分)
⑶4NH3+6NO=5N2+6H2O(2分)
⑷酸(2分) NH4++H2O
NH3·H2O+H+(3分) ⑸ACD(3分)
解析:⑴本框图突破口之一是“白烟”,是挥发性酸和氨气相遇后的产物,由此可推知D是H2,突破口之二是“红棕色气体”,F应为NO2,反推可知E为NO,C为O2,Z为H2O,Y为NH3,X为HCl,G为HNO3。⑶中涉及反应的名称为氨催化还原反应,其原理是氧化还原中的归中反应。⑷两者恰好完全反应时生成NH4Cl,铵根离子水解而使溶液显酸性。⑸常温下Kw=c(H+)×c(OH-)=1×10-14,结合题中信息c(H+)/c(OH-)=1×10-8,可得c(OH-)=1×10-3mol·L-1,故溶液的pH=11,A正确。根据NH3·H2O
NH4++OH-可得由氨水电离出的c(NH4+)=1×10-3 mol·L-1,B错。由水电离出的c(H+)=c(OH-)=1×10-11mol·L-1,C正确。选项D显然是正确。选项E考虑到氨水是弱电解溶液,故加水稀释100倍合,溶液的pH大于9。