Question

13．已知A、B均是由两种短周期元素组成的化合物，A中某元素的质量分数为75%，C、J是同周期元素的气态氢化物，X为无色液体，D具有两性．反应生成的水均已略去．它们有如图所示的关系．

（1）写出化学式：A．Al₄C₃，C．CH₄．B的电子式．，
（2）反应③中每生成lmolF，转移电子的数目为：1.204×10²⁴．
（3）反应④的化学方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O．
（4）写出离子方程式分别为：H足量时反应②AlO₂^-+CO₂+2H₂O=2Al（OH）₃↓+HCO₃^-；反应⑤Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O．
（5）反应①中，每1.00g C与足量的F作用，恢复到25℃放出55.6kJ热量，写出反应①的热化学方程式．CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 A、B均是由两种短周期元素组成的化合物，X为无色液体，D具有两性，且A与X反应得到D与C，C为气态氢化物，应是A发生水解反应，可推知X为H₂O、D为Al（OH）₃，由元素守恒可知A中含有Al元素．D能溶解在I中，I为强酸或强碱，B与水反应得到F，气态氢化物J与F反应得到K，K与F反应得到L，L与水反应得到I与K，中学中工业制备硝酸符合转化关系，可推知J为NH₃，F为O₂，K为NO，L为NO₂，I为HNO₃，则B为Na₂O₂，则E为NaOH、G为NaAlO₂．C、J是同周期元素的气态氢化物，即C为第二周期氢化物，与氧气反应生成H，H与偏铝酸钠反应得到Al（OH）₃，可推知H为CO₂，C为CH₄，故A中还含有C元素，则A为Al₄C₃，其中Al元素质量分数为75%，符合题意，据此解答．

解答 解：A、B均是由两种短周期元素组成的化合物，X为无色液体，D具有两性，且A与X反应得到D与C，C为气态氢化物，应是A发生水解反应，可推知X为H₂O、D为Al（OH）₃，由元素守恒可知A中含有Al元素．D能溶解在I中，I为强酸或强碱，B与水反应得到F，气态氢化物J与F反应得到K，K与F反应得到L，L与水反应得到I与K，中学中工业制备硝酸符合转化关系，可推知J为NH₃，F为O₂，K为NO，L为NO₂，I为HNO₃，则B为Na₂O₂，则E为NaOH、G为NaAlO₂．C、J是同周期元素的气态氢化物，即C为第二周期氢化物，与氧气反应生成H，H与偏铝酸钠反应得到Al（OH）₃，可推知H为CO₂，C为CH₄，故A中还含有C元素，则A为Al₄C₃，其中Al元素质量分数为75%，符合题意．
（1）由上述分析可知，A为Al₄C₃，C为CH₄，B为Na₂O₂，电子式为，
故答案为：Al₄C₃；CH₄；；
（2）反应③为2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂，反应中Na₂O₂起氧化剂、还原剂作用，氧元素化合价从-1价变化为0价，-2价，反应中每生成lmolF（O₂）转移电子物质的量为1mol×2=2mol，转移电子数为2mol×6.02×10²³mol^-1=1.204×10²⁴，
故答案为：1.204×10²⁴；
（3）反应④是氨气的催化氧化反应，反应的化学方程式为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
（4）反应②中足量的二氧化碳气体通入偏铝酸钠溶液中发生的反应，反应的离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=2Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
反应⑤是氢氧化铝在硝酸中溶解的反应，反应的离子方程式为：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=2Al（OH）₃↓+HCO₃^-；Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（5）反应①是甲烷燃烧生成二氧化碳和水的反应，每1.00g CH₄与足量的F（O₂）作用，恢复到25℃水为液体，放出55.6kJ热量，则1mol甲烷燃烧放热为55.6kJ×$\frac{1mol×16g/mol}{1.00g}$=889.6KJ，故反应的热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ•mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ•mol^-1．

点评 本题考查无机物推断，基本属于猜测验证型推断，注意以“X为无色液体，D具有两性”为突破口，结合转化关系中连续反应进行推断，需要学生熟练掌握元素化合物知识与中学常见化学工业，难度较大．