Question

10．（1）X、Y、Z、W、R是初中化学常见的五种元素，X的单质是密度最小的气体，Y的一种单质是天然存在的最硬物质，Z是地壳中含量最多的元素，W的原子序数为11，R的原子结构示意图为，请回答下列问题：

①X阳离子的离子结构示意图为，W离子的离子符号为Na⁺；
②实验室用一种白色固体制备Z单质，该化学方程式为2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
③元素X、Y、Z、W和元素X、Z、R可分别组成两种化合物甲和乙．甲和乙都是治疗胃酸（盐酸）过多的药剂，甲、乙治疗胃酸过多的化学方程式分别为NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑、Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+2H₂O；
④X、Y、Z三种元素可按质量比12：3：8形成一种生活中常见的有机化合物，该化合物俗称为酒精，它是一种可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源，该化合物完全燃烧的化学方程式为C₂H₅OH+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂+3H₂O；
⑤高温下，R单质能与氧化物发生置换反应，该化学方程式为2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe．
（2）初中化学几种常见物质的相互转化关系如图．其中A是常见黑色固体单质，B是常见液体化合物，化合物C和单质D均为可燃气体，X为红色固体氧化物，C与X的反应常用于工业上冶炼金属，Z为硫酸盐，其溶液为蓝色．请根据推断回答下列问题：
①G溶液的颜色为浅绿色，图中反应I到IV中属于置换反应的有3个；
②A+B→C+D的化学方程式为C+H₂O（气）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$H₂+CO；
③Na与O₂在不同条件下可生成Na₂O或Na₂O₂，Na₂O₂中氧元素的化合价为-1，Na₂O的化学性质与CaO相似，分步写出Na₂O与Z溶液反应的化学方程式Na₂O+H₂O=2NaOH，2NaOH+CuSO₄=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．

Answer 1

分析 （1）根据X、Y、Z、W、R是初中化学常见的五种元素，X的单质是密度最小的气体，所以X是氢元素，Y的一种单质是天然存在的最硬物质，所以Y是碳元素，Z是地壳中含量最多的元素，所以Z是氧元素，W的原子序数为11，所以W是钠元素，R的原子结构示意图为，所以R是铝元素，然后将推出的物质进行验证即可；
（2）根据Z为硫酸盐，其溶液为蓝色，所以Z是硫酸铜，X为红色固体氧化物，C与X的反应常用于关于上冶炼金属，所以X是氧化铁，C是一氧化碳，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，F会与硫酸铜反应，所以E是二氧化碳，F是铁，A是常见黑色固体单质，B是常见液体化合物，A和B高温会生成一氧化碳和D，化合物C和单质D均为可燃气体，所以A是木炭，B是水，D是氢气，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，所以H是铜，G是硫酸亚铁，然后将推出的物质进行验证即可．

解答 解：（1）X、Y、Z、W、R是初中化学常见的五种元素，X的单质是密度最小的气体，所以X是氢元素，Y的一种单质是天然存在的最硬物质，所以Y是碳元素，Z是地壳中含量最多的元素，所以Z是氧元素，W的原子序数为11，所以W是钠元素，R的原子结构示意图为，所以R是铝元素，经过验证推导正确，所以
①X阳离子的离子结构示意图为，W离子的离子符号为Na⁺；
②实验室用一种白色固体制备氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
③元素X、Y、Z、W和元素X、Z、R可分别组成两种化合物甲和乙，所以甲是碳酸氢钠，乙是氢氧化铝，碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，化学方程式为：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+2H₂O；
④Y、X、Z三种元素可按质量比12：3：8形成一种生活中常见的有机化合物，所以该化合物是C₂H₅OH，俗称为酒精，是一种可再生资源，酒精和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳，化学方程式为：C₂H₅OH+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂+3H₂O；
⑤高温下，铝能与氧化物发生置换反应，铝和氧化铁在高温的条件下生成氧化铝和铁，化学方程式为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（2）Z为硫酸盐，其溶液为蓝色，所以Z是硫酸铜，X为红色固体氧化物，C与X的反应常用于关于上冶炼金属，所以X是氧化铁，C是一氧化碳，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，F会与硫酸铜反应，所以E是二氧化碳，F是铁，A是常见黑色固体单质，B是常见液体化合物，A和B高温会生成一氧化碳和D，化合物C和单质D均为可燃气体，所以A是木炭，B是水，D是氢气，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，所以H是铜，G是硫酸亚铁，经过验证，推导正确，所以
①通过推导可知，G是硫酸亚铁，溶液的颜色为浅绿色，Ⅰ是水和木炭反应生成氢气和一氧化碳，是置换反应，Ⅱ是一氧化碳和氧化铁生成铁和二氧化碳，不属于置换反应，Ⅲ是氢气和氧化铜反应生成铜和水，是置换反应，Ⅳ是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，是置换反应，所以图中反应I到IV中属于置换反应的有3个；
②A+B→C+D的反应是水蒸气和木炭在高温的条件下生成氢气和一氧化碳，化学方程式为：C+H₂O（气）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$H₂+CO；
③Na₂O₂中氧元素的化合价为-1价，Na₂O与硫酸铁溶液的反应是氧化钠和水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，化学方程式为：Na₂O+H₂O=2NaOH，2NaOH+CuSO₄=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．
故答案为：（1）①，Na⁺；
②2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
③NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+2H₂O；
④酒精，可再生，C₂H₅OH+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂+3H₂O；
⑤2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（2）①浅绿色，3；
②C+H₂O（气）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$H₂+CO；
③-1，Na₂O+H₂O=2NaOH，2NaOH+CuSO₄=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．

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．