Question

3．A、B、C、D、E、F六種物質的相互轉化關系如附圖所示（反應條件未標出）．
（1）若A、D為短周期元素單質，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，③與④兩個反應中都有紅棕色氣體生成，反應④的化學方程式是C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（2）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的化學方程式是2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（3）若A為常見的金屬單質，D、F是氣態(tài)單質，反應①在水溶液中進行，則反應②（在水溶液中進行）的離子方程式是Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺．
（4）若B、C、F都是氣態(tài)單質，且B為黃綠色，③和④兩個反應中都有水生成，反應②需要放電才能發(fā)生，A、D相遇有白煙生成，反應③的化學方程式是4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，在反應①中若有3mol電子轉移，則生成D的物質的量為3mol．

Answer 1

分析 （1）若A、D為短周期元素單質，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，則D處于第二周期、A處于第三周期，設A原子最外層電子數為x，則2+8+x=2（2+2x），解的x=2，故A為Mg，D為C，則B為CO₂，C為MgO，③與④兩個反應中都有紅棕色氣體生成，則F為HNO₃，E為Mg（NO₃）₂；
（2）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O，B為SiO₂，反應①為C與二氧化硅的反應；
（3）若A是常見的金屬的單質，D、F是氣態(tài)單質，且反應①在水溶液中進行，D和F單質化合反應生成B為酸，由轉化關系可知A為變價金屬，氣體單質F能與A反應生成高價態(tài)化合物，則推斷變價金屬A為Fe，F為Cl₂，D為H₂，B為HCl，C是FeCl₂，E為FeCl₃；
（4）若B、C、F都是氣態(tài)單質，且B為黃綠色，則B為Cl₂，反應②需要放電條件才能發(fā)生，為氮氣與氧氣反應，③和④兩個反應中都有水生成，可以推知C為N₂，F為O₂，E為NO，A為NH₃，反應①為置換反應，A、D相遇有白煙生成，可推知D為HCl．

解答 解：（1）若A、D為短周期元素單質，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，則D處于第二周期、A處于第三周期，設A原子最外層電子數為x，則2+8+x=2（2+2x），解的x=2，故A為Mg，D為C，則B為CO₂，C為MgO，③與④兩個反應中都有紅棕色氣體生成，則F為HNO₃，E為Mg（NO₃）₂，反應④的化學方程式是：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）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O，B為SiO₂，反應①為C與二氧化硅的反應，反應方程式為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，
故答案為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（3）若A是常見的金屬的單質，D、F是氣態(tài)單質，且反應①在水溶液中進行，D和F單質化合反應生成B為酸，由轉化關系可知A為變價金屬，氣體單質F能與A反應生成高價態(tài)化合物，則推斷變價金屬A為Fe，F為Cl₂，D為H₂，B為HCl，C是FeCl₂，E為FeCl₃，反應②（在水溶液中進行）的離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，
故答案為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；
（4）若B、C、F都是氣態(tài)單質，且B為黃綠色，則B為Cl₂，反應②需要放電條件才能發(fā)生，為氮氣與氧氣反應，③和④兩個反應中都有水生成，可以推知C為N₂，F為O₂，E為NO，A為NH₃，反應①為置換反應，A、D相遇有白煙生成，可推知D為HCl，反應③的化學方程式是：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，反應①為：NH₃+6Cl₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$6HCl+N₂，若有3mol電子轉移，則生成HCl的物質的量為3mol，
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；3mol．

點評 本題考查無機物的推斷，涉及Fe、Mg、Cl、C、N元素化合物性質與轉化，需要學生熟練掌握元素化合物性質，題目難度中等．