Question

18．甲、乙、丙是常见的三种物质，它们之间有如图所示的转化关系．根据要求回答问题：
Ⅰ．已知：甲是常见单质，丙为氢气．
（1）若乙为氧化物且有磁性，则乙发生铝热反应的化学方程式为8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe．
（2）若甲为碳，则产物乙、丙可合成甲醇．
①已知：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+206.0kJ•mol^-1
CH₄（g）+H₂O（g）?CH₃OH（g）+H₂（g）△H=+77.0kJ•mol^-1
写出气体乙与气体丙反应生成CH₃OH（g）的热化学方程式：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-129.0kJ•mol^-1．
②乙和丙合成甲醇的反应在不同温度下的化学平衡常数（K）如下表．则T₁＜ T₂（填“＞”“＜”、“=”）．

温度/℃	T1	T2
K	2.041	0.012

③乙可做某碱性燃料电池的燃料，该电池的负极反应式为CO-2e^-+4OH^-=CO₃^2-+2H₂O．
Ⅱ．已知：甲是由两种短周期元素组成的化合物，丙的水溶液显碱性．
（3）若构成甲的阴、阳离子个数比为2：3，丙是气体．则构成甲的阴、阳离子半径大小关系为N^3-＞Mg²⁺（用具体的微粒表示）．
（4）若乙是O₂，则甲的一种重要用途是供氧剂或漂白剂；产物丙与Cl₂按2：1（物质的量）反应得到丁溶液，丁溶液中阴离子浓度从大到小的顺序是c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞C（OH^-）．

Answer 1

分析 Ⅰ甲、乙、丙是常见的三种物质，甲是常见单质，丙为氢气，
（1）若乙为氧化物且有磁性，则甲为铁，乙为四氧化三铁；
（2）若甲为碳，产物乙、丙可合成甲醇，则乙为一氧化碳，根据盖斯定律确定热化学方程式，根据平衡常数与温度的关系判断反应中的热效应，根据原电池原理写负极反应式；
Ⅱ甲是由两种短周期元素组成的化合物，丙的水溶液显碱性，
（3）若构成甲的阴、阳离子个数比为2：3，丙是气，则甲为氮化镁，丙为氨气，乙为氢氧化镁；
（4）若乙是O₂，则甲为过氧化钠，丙为氢氧化钠，氢氧化钠与氯气按2：1反应生成氯化钠和次氯酸钠溶液．

解答 解：Ⅰ甲、乙、丙是常见的三种物质，甲是常见单质，丙为氢气，
（1）若乙为氧化物且有磁性，则甲为铁，乙为四氧化三铁，则乙发生铝热反应的化学方程式为8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe，
故答案为：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；
（2）若甲为碳，产物乙、丙可合成甲醇，则乙为一氧化碳，
①根据①CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+206.0kJ•mol^-1；②CH₄（g）+H₂O（g）?CH₃OH（g）+H₂（g）△H=+77.0kJ•mol^-1，利用盖斯定律可知，用②-①得合成甲醇的热化学方程式为CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=+77.0kJ•mol^-1-206.0kJ•mol^-1=-129.0kJ•mol^-1，
故答案为：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-129.0kJ•mol^-1；
②根据平衡常数与温度的关系可知，由于上述反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，因为K₁＞K₂，所以T₁＜T₂，
故答案为：＜；
③一氧化碳做某碱性燃料电池的燃料，则CO作还原剂在负极发生氧化反应，根据原电池原理负极反应式为CO-2e^-+4OH^-=CO₃^2-+2H₂O，
故答案为：CO-2e^-+4OH^-=CO₃^2-+2H₂O；
Ⅱ甲是由两种短周期元素组成的化合物，丙的水溶液显碱性，
（3）若构成甲的阴、阳离子个数比为2：3，丙是气，则甲为氮化镁，丙为氨气，乙为氢氧化镁，构成甲的阴、阳离子半径大小关系为N^3-＞Mg²⁺，
故答案为：N^3-＞Mg²⁺；
（4）若乙是O₂，则甲为过氧化钠，可作为供氧剂或漂白剂，丙为氢氧化钠，氢氧化钠与氯气按2：1反应生成氯化钠和次氯酸钠溶液，该溶液中阴离子浓度从大到小的顺序是c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞C（OH^-），
故答案为：供氧剂或漂白剂；c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞C（OH^-）．

点评 本题考查无机物的推断，题目难度中等，本题注意根据物质的特性为突破口，根据各物质的转化关系进行推断，学习中注重相关基础知识的积累．