Question

3．A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如附图所示（反应条件未标出）．
（1）若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，③与④两个反应中都有红棕色气体生成，反应④的化学方程式是C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
（2）若A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则反应①的化学方程式是2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（3）若A为常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①在水溶液中进行，则反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺．
（4）若B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A、D相遇有白烟生成，反应③的化学方程式是4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，在反应①中若有3mol电子转移，则生成D的物质的量为3mol．

Answer 1

分析 （1）若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，则D处于第二周期、A处于第三周期，设A原子最外层电子数为x，则2+8+x=2（2+2x），解的x=2，故A为Mg，D为C，则B为CO₂，C为MgO，③与④两个反应中都有红棕色气体生成，则F为HNO₃，E为Mg（NO₃）₂；
（2）A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则A为C，D为Si，F为O，B为SiO₂，反应①为C与二氧化硅的反应；
（3）若A是常见的金属的单质，D、F是气态单质，且反应①在水溶液中进行，D和F单质化合反应生成B为酸，由转化关系可知A为变价金属，气体单质F能与A反应生成高价态化合物，则推断变价金属A为Fe，F为Cl₂，D为H₂，B为HCl，C是FeCl₂，E为FeCl₃；
（4）若B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，则B为Cl₂，反应②需要放电条件才能发生，为氮气与氧气反应，③和④两个反应中都有水生成，可以推知C为N₂，F为O₂，E为NO，A为NH₃，反应①为置换反应，A、D相遇有白烟生成，可推知D为HCl．

解答 解：（1）若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，则D处于第二周期、A处于第三周期，设A原子最外层电子数为x，则2+8+x=2（2+2x），解的x=2，故A为Mg，D为C，则B为CO₂，C为MgO，③与④两个反应中都有红棕色气体生成，则F为HNO₃，E为Mg（NO₃）₂，反应④的化学方程式是：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（2）A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则A为C，D为Si，F为O，B为SiO₂，反应①为C与二氧化硅的反应，反应方程式为：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，
故答案为：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（3）若A是常见的金属的单质，D、F是气态单质，且反应①在水溶液中进行，D和F单质化合反应生成B为酸，由转化关系可知A为变价金属，气体单质F能与A反应生成高价态化合物，则推断变价金属A为Fe，F为Cl₂，D为H₂，B为HCl，C是FeCl₂，E为FeCl₃，反应②（在水溶液中进行）的离子方程式为Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，
故答案为：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；
（4）若B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，则B为Cl₂，反应②需要放电条件才能发生，为氮气与氧气反应，③和④两个反应中都有水生成，可以推知C为N₂，F为O₂，E为NO，A为NH₃，反应①为置换反应，A、D相遇有白烟生成，可推知D为HCl，反应③的化学方程式是：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O，反应①为：NH₃+6Cl₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$6HCl+N₂，若有3mol电子转移，则生成HCl的物质的量为3mol，
故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；3mol．

点评 本题考查无机物的推断，涉及Fe、Mg、Cl、C、N元素化合物性质与转化，需要学生熟练掌握元素化合物性质，题目难度中等．