Question

下表是元素周期表的一部分，A、B、C、D、E、X是下表中给出元素组成的常见单质或化合物．

已知A、B、C、D、E、X存在如图所示转化关系（部分生成物和反应条件略去）

（1）若E为单质气体，D为白色沉淀，A的化学式可能是

Na、Na₂O₂

，C与X反应的离子方程式为

3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O═4Al（OH）₃↓

．
（2）若E为氧化物，则A与水反应的化学方程式为

3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO

．
①当X是碱性盐溶液，C分子中有22个电子时，则C的结构式为

O=C=O

，表示X呈碱性的离子方程式为

CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，

．
②当X为金属单质时，X与B的稀溶液反应生成C的离子方程式为

3Fe+8H⁺+2NO₃^-═2Fe³⁺+2NO↑+4H₂O

．
（3）若B为单质气体，D可与水蒸气在一定条件下发生可逆反应，生成C和一种可燃性气体单质，写出该可逆反应的化学方程式

CO+H₂O

高温

CO₂+H₂

．t℃时，在密闭恒容的某容器中投入等物质的量的D和水蒸气，一段时间后达到平衡，该温度下反应的平衡常数K=1，D的转化率为

50%

．

Answer 1

分析：根据元素在周期表中的位置可判断元素的种类，①为H元素，②为Na元素，③为Al元素，④为C元素，⑤为N元素，⑥为O元素，⑦为Cl元素．
（1）根据转化关系以及元素种类可知，若E为单质气体，则E为氢气或氧气，A为Na或Na₂O₂等，B为NaOH，D为白色沉淀，D为Al（OH）₃，由B

X

C

X

D，可以推知X为铝盐，C为偏铝酸盐．
（2）若E为氧化物，根据转化关系以及元素种类可知，则A为NO₂，B为硝酸．
①硝酸与碳酸盐反应生成22个电子的二氧化碳分子，碳酸根水解使X溶液呈碱性．
②X为金属单质时，由转化图可知，应为Fe与稀硝酸反应生成硝酸铁．
（3）若B为单质气体，D可与水蒸气在一定条件下发生可逆反应，生成C和一种可燃性气体单质，则A为Na₂O₂，B为O₂，X为C；令开始CO的物质的量为nmol，CO转化率为x，表示出平衡时各组分的物质的量，反应混合气体的化学计量数都是1，用物质的量代替浓度，代入平衡常数计算．

解答：解：根据元素在周期表中的位置可判断元素的种类，①为H元素，②为Na元素，③为Al元素，④为C元素，⑤为N元素，⑥为O元素，⑦为Cl元素．
（1）根据转化关系以及元素种类，若E为单质气体，则E为氢气或氧气，A为Na或Na₂O₂等，B为NaOH，D为白色沉淀，D为Al（OH）₃，由B

X

C

X

D，可以推知X为铝盐，C为偏铝酸盐，C与X反应的离子反应为3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O═4Al（OH）₃↓．
故答案为：Na、Na₂O₂等；3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O═4Al（OH）₃↓．
（2）若E为氧化物，根据转化关系以及元素种类可知，则A为NO₂，B为硝酸，NO₂与水反应生成硝酸和一氧化氮，其反应为3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
故答案为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
①X为碳酸盐，硝酸与碳酸盐反应生成二氧化碳，碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对，结构式为O=C=O；
CO₃^2-水解离子CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-使X液呈碱性．
故答案为：O=C=O；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
②X为金属单质时，由转化图可知，应为Fe与稀硝酸反应生成硝酸铁，X与B的稀溶液反应生成C的离子方程式为3Fe+8H⁺+2NO₃^-═2Fe³⁺+2NO↑+4H₂O．
故答案为：3Fe+8H⁺+2NO₃^-═2Fe³⁺+2NO↑+4H₂O．
（3）若B为单质气体，D可与水蒸气在一定条件下发生可逆反应，生成C和一种可燃性气体单质，则A为Na₂O₂，B为O₂，X为C，D为CO，CO与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，该反应为CO+H₂O

高温

CO₂+H₂；
令开始CO的物质的量为nmol，CO转化率为x，则：
              CO+H₂O?CO₂+H₂；
开始（mol）：n  n               0   0         
变化（mol）：nx   nx            nx    nx        
平衡（mol）：n（1-x） n（1-x）       nx    nx           
反应混合气体的化学计量数都是1，用物质的量代替浓度，代入平衡常数有：

nx×nx

n(1-x)×n(1-x)

=1，解得x=50%．
故答案为：CO+H₂O

高温

CO₂+H₂；50%．

点评：本题考查元素周期表和元素周期律、无机物的推断、常用化学用语、化学平衡计算等，熟悉物质的性质、进行物质推断是解答本题的关键，难度较大．需要学生具备扎实的基础和综合运用知识解决问题的能力．