题目内容
A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件及部分产物均未列出）．（1）若A、D、E是短周期的非金属单质，且 A、D所含元素同主族，A、E含元素同周期，已知D单质在电子工业中有重要作用，则D的原子结构示意图为
（2）若A、D为常见金属单质，且加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，写出反应③的化学方程式
（3）配平下列反应方程式，并标明电子转移方向和数目：
考点：无机物的推断
专题：推断题
分析：（1）由转化关系可知A和B的反应为置换反应，且A、D所含元素同主族，D单质在电子工业中有重要作用，D应为Si，A为C，则B为SiO2，C为CO，E为O2，F为CO2；
（2）A、D为常见金属单质，可知A和B的反应为置换反应，加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，如为铝热反应，则A为Al，B为氧化物，E为硝酸或硫酸，D与酸反应生成的B应为盐，二者矛盾，说明A和B的反应应为活泼金属与盐溶液的置换反应，结合加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，可推断A为Fe，D为Cu，E为H2SO4，B为CuSO4，F应为硫酸铁，以此解答．
（2）A、D为常见金属单质，可知A和B的反应为置换反应，加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，如为铝热反应，则A为Al，B为氧化物，E为硝酸或硫酸，D与酸反应生成的B应为盐，二者矛盾，说明A和B的反应应为活泼金属与盐溶液的置换反应，结合加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，可推断A为Fe，D为Cu，E为H2SO4，B为CuSO4，F应为硫酸铁，以此解答．
解答：
解：（1）由转化关系可知A和B的反应为置换反应，且A、D所含元素同主族，D单质在电子工业中有重要作用，D应为Si，A为C，则B为SiO2，C为CO，E为O2，F为CO2，则：
Si的原子结构示意图为
，F为CO2，为直线形分子，反应①的化学方程式为2C+SiO2
2CO↑+Si，
故答案为：；直线形；2C+SiO2
2CO↑+Si；
（2）A、D为常见金属单质，可知A和B的反应为置换反应，加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，如为铝热反应，则A为Al，B为氧化物，E为硝酸或硫酸，D与酸反应生成的B应为盐，二者矛盾，说明A和B的反应应为活泼金属与盐溶液的置换反应，结合加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，可推断A为Fe，D为Cu，E为H2SO4，B为CuSO4，F应为硫酸铁，则：
反应③为浓硫酸和铜的反应，方程式为Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+SO2↑+2H2O；
检验亚铁离子，可取少量C溶液于试管中，滴加KSCN溶液无明显颜色变化，再滴加氯水呈血红色，说明含有亚铁离子；
若以惰性电极电解CuSO4的水溶液，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，4OH--4e-=2H2O+O2↑，n（Cu）=
=0.15mol，则由电极方程式可知生成n（O2）=0.075mol，V（O2）=0.075mol×22.4L/mol=1.68L；
电解硫酸铜溶液的总方程式为：2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+，
故答案为：Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+SO2↑+2H2O；取少量C溶液于试管中，滴加KSCN溶液无明显颜色变化，再滴加氯水呈血红色；1.68 L；2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+．
（3）Mn元素由KMnO4中+7价降低为MnSO4中+2价，共降低5价，O元素由H2O2中-1价升高为O2中0价，共升高2价，化合价最小公倍数为10，故KMnO4的系数为2，H2O2的系数为5，再利用原子守恒配平方程式为：
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=1K2SO4+2MnSO4+2O2↑+8H2O，标出电子转移数目与方向为：
，
故答案为：2，5，3，1，2，2，8；．
Si的原子结构示意图为
，F为CO2，为直线形分子，反应①的化学方程式为2C+SiO2
| ||
故答案为：
；直线形；2C+SiO2
| ||
（2）A、D为常见金属单质，可知A和B的反应为置换反应，加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，如为铝热反应，则A为Al，B为氧化物，E为硝酸或硫酸，D与酸反应生成的B应为盐，二者矛盾，说明A和B的反应应为活泼金属与盐溶液的置换反应，结合加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，可推断A为Fe，D为Cu，E为H2SO4，B为CuSO4，F应为硫酸铁，则：
反应③为浓硫酸和铜的反应，方程式为Cu+2H2SO4（浓）
| ||
检验亚铁离子，可取少量C溶液于试管中，滴加KSCN溶液无明显颜色变化，再滴加氯水呈血红色，说明含有亚铁离子；
若以惰性电极电解CuSO4的水溶液，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，4OH--4e-=2H2O+O2↑，n（Cu）=
| 9.6g |
| 64g/mol |
电解硫酸铜溶液的总方程式为：2Cu2++2H2O
| ||
故答案为：Cu+2H2SO4（浓）
| ||
| ||
（3）Mn元素由KMnO4中+7价降低为MnSO4中+2价，共降低5价，O元素由H2O2中-1价升高为O2中0价，共升高2价，化合价最小公倍数为10，故KMnO4的系数为2，H2O2的系数为5，再利用原子守恒配平方程式为：
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=1K2SO4+2MnSO4+2O2↑+8H2O，标出电子转移数目与方向为：
，故答案为：2，5，3，1，2，2，8；
．
点评：本题考查无机物推断，涉及Si、Cu、Fe等元素单质及其化合物之间的相互转化关系，难度中等，本题中D单质在电子工业中有重要作用、加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中等为解题突破口，对学生的逻辑推理能力提出较高要求．
练习册系列答案
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