Question

5．A、B、C、D、E、F 六種物質的轉化關系如圖所示（反應條件和部分產物未標出）．
（1）若A為短周期金屬單質，D為短周期非金屬單質，且所含元素的原子序數A是D的2倍，所含元素的原子最外層電子數D是A的2倍，F的濃溶液與A、D反應都有紅棕色氣體生成，反應①的化學方程式CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgO+C．
（2）若A是常見的變價金屬的單質，D、F是氣態(tài)單質，且反應①在水溶液中進行．反應②也在水溶液中進行，且光照條件下D與F也可以反應，則反應②的離子方程式是2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）若A、D、F都是短周期非金屬元素單質，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，則反應①的化學方程式為2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．將標準狀況下3.36L 物質E 與含10.0g 氫氧化鈉溶質的溶液充分反應，所得溶液溶質成分為Na₂CO₃：0.1mol；NaHCO₃：0.05mol（寫出化學式和對應的物質的量）．

Answer 1

分析 （1）若A為短周期金屬單質，D為短周期非金屬單質，且所含元素的原子序數A是D的2倍，則A原子序數是偶數，所含元素的原子最外層電子數D是A的2倍，A最外層電子數小于4且為偶數，D位于第二周期、A位于第三周期，則A是Mg、D是C元素；F的濃溶液與A、D反應都有紅棕色氣體生成，紅棕色氣體是NO₂，則F是HNO₃，C和HNO₃濃溶液反應生成CO₂、NO₂和H₂O，B能和Mg反應生成碳單質，則B是CO₂，C是MgO，MgO和硝酸反應生成Mg（NO₃）₂和H₂O，Mg和硝酸反應生成Mg（NO₃）₂，則E是Mg（NO₃）₂；
（2）若A是常見的金屬的單質，D、F是氣態(tài)單質，A是Fe，反應①在水溶液中進行．反應②也在水溶液中進行，則B是酸，C是鹽，D和F反應生成酸，鹽和氣體單質F反應生成E，Fe和氣體單質直接反應生成E，則F是Cl₂、E是FeCl₃、C是FeCl₂、B是HCl、D是H₂；
（3）A、D、F都是短周期非金屬元素單質，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，則A為C，D為Si，F為O₂，B為SiO₂，E為CO₂，反應①為C與二氧化硅的反應．

解答 解：（1）若A為短周期金屬單質，D為短周期非金屬單質，且所含元素的原子序數A是D的2倍，則A原子序數是偶數，所含元素的原子最外層電子數D是A的2倍，A最外層電子數小于4且為偶數，D位于第二周期、A位于第三周期，則A是Mg、D是C元素；F的濃溶液與A、D反應都有紅棕色氣體生成，紅棕色氣體是NO₂，則F是HNO₃，C和HNO₃濃溶液反應生成CO₂、NO₂和H₂O，B能和Mg反應生成碳單質，則B是CO₂，C是MgO，MgO和硝酸反應生成Mg（NO₃）₂和H₂O，Mg和硝酸反應生成Mg（NO₃）₂，則E是Mg（NO₃）₂，反應①的化學方程式：CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgO+C，
故答案為：CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MgO+C；
（2）若A是常見的金屬的單質，D、F是氣態(tài)單質，A是Fe，反應①在水溶液中進行．反應②也在水溶液中進行，則B是酸，C是鹽，D和F反應生成酸，鹽和氣體單質F反應生成E，Fe和氣體單質直接反應生成E，則F是Cl₂、E是FeCl₃、C是FeCl₂、B是HCl、D是H₂，則反應②的離子方程式是：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）A、D、F都是短周期非金屬元素單質，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，則A為C，D為Si，F為O₂，B為SiO₂，E為CO₂，反應①為C與二氧化硅的反應，反應化學方程式為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，
二氧化碳的物質的量為$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，NaOH的物質的量為$\frac{10g}{40g/mol}$=0.25mol，二者物質的量之比為3：5，介于1：2與1：1之間，故生成Na₂CO₃、NaHCO₃，設二者物質的量分別為xmol、ymol，根據原子守恒可知：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.15}\\{2x+y=0.25}\end{array}\right.$，解得x=0.1，y=0.05，
故答案為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；Na₂CO₃：0.1mol；NaHCO₃：0.05mol．

點評 本題考查無機物的推斷，物質的顏色、特殊反應及短周期中位置等是推斷突破口，熟練掌握元素化合物性質，題目難度中等．