Question

3．如图表示某些物质间转化关系．A、D为固体且组成元素相同，A为紫黑色；X、F为液体且组成元素相同，X具有消毒杀菌作用；E为产生温室效应的常见气体，Y是一种红色的金属．请回答下列问题：

（1）D的化学式K₂MnO₄，F的化学式H₂O；
（2）写出有关反应的化学方程式：②CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O⑤Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂↑+H₂O．
（3）反应⑥在催化反应室中进行，且发生多个反应，请推断完成反应④的化学方程式：
①CH₄+2H₂O$\frac{\underline{\;\;\;高温\;\;\;}}{催化剂}$ CO₂+4H₂
②CH₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$C+2H₂
③C+CO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO
④CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;\;\;高温\;\;\;}}{催化剂}$CO+3H₂
（4）利用合成气在一定条件下可合成化工产品乙醇（C₂H₆O），请写出该化学反应方程式2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$C₂H₆O+H₂O；结合反应②⑥，可看出CH₄不仅可作燃料，而且是重要的化工原料．

Answer 1

分析 根据A、D为固体且组成元素相同，A为紫黑色，所以A是高锰酸钾，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，所以D是锰酸钾，因为B与甲烷能反应，甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，所以B是氧气，C是二氧化锰；X、F为液体且组成元素相同，X具有消毒杀菌作用，所以X是过氧化氢，F是水，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气；E为产生温室效应的常见气体，Y是一种红色的金属，所以E是二氧化碳，Y是铜；铜和氧气和二氧化碳生锈得到绿色的碱式碳酸铜，碱式碳酸铜在加热的条件下生成氧化铜和二氧化碳和水．根据质量守恒定律可知，甲烷和水在高温和有催化剂的条件下生成一氧化碳和氢气，配平即可；利用合成气在一定条件下可合成化工产品乙醇（C₂H₆O），即一氧化碳和氢气反应生成乙醇和水，由此可看出CH₄不仅可作燃料，而且是重要的化工原料．

解答 解：（1）A、D为固体且组成元素相同，A为紫黑色，所以A是高锰酸钾，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，所以D是锰酸钾，因为B与甲烷能反应，甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，所以B是氧气，C是二氧化锰；X、F为液体且组成元素相同，X具有消毒杀菌作用，所以X是过氧化氢，F是水，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气；E为产生温室效应的常见气体，Y是一种红色的金属，所以E是二氧化碳，Y是铜；铜和氧气和二氧化碳生锈得到绿色的碱式碳酸铜，碱式碳酸铜在加热的条件下生成氧化铜和二氧化碳和水．根据质量守恒定律可知，甲烷和水在高温和有催化剂的条件下生成一氧化碳和氢气，配平即可；利用合成气在一定条件下可合成化工产品乙醇（C₂H₆O），即一氧化碳和氢气反应生成乙醇和水，由此可看出CH₄不仅可作燃料，而且是重要的化工原料，经过验证，推导正确，所以D是K₂MnO₄，F是H₂O；
（2））②是甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，⑤是碱式碳酸铜在加热的条件下生成氧化铜和二氧化碳和水，化学方程式为：②CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；⑤Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂↑+H₂O；
（3）根据质量守恒定律可知，甲烷和水在高温和有催化剂的条件下生成一氧化碳和氢气，配平即可，故答案为：H₂O；CO；
（4）利用合成气在一定条件下可合成化工产品乙醇（C₂H₆O），即一氧化碳和氢气反应生成乙醇和水，由此可看出CH₄不仅可作燃料，而且是重要的化工原料，化学方程式为：2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$C₂H₆O+H₂O；化工（或工业）．
故答案为：（1）K₂MnO₄，H₂O；
（2）CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ CO₂+2H₂O；
Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂↑+H₂O；
（3）H₂O，CO；
（4）2CO+4H₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$ C₂H₆O+H₂O，化工（或工业）．

点评 在解此类题时，首先将题中有特征的物质推出，然后结合推出的物质和题中的转化关系推导剩余的物质，最后将推出的各种物质代入转化关系中进行验证即可．