Question

16．已知A、B、C是中学化学的常见物质，它们在一定条件下有如下转化关系：A$→_{一定条件}^{+D}$B$→_{一定条件}^{+D}$C
（1）D是具有氧化性的气体单质
①若A是一种活泼金属单质，则化合物C的用途之一为呼吸面具或潜水艇中的供氧剂．
②若A是一种固态非金属单质，化合物B、C的相对分子质量之比为7：11，则实验室制取C的反应的离子方程式为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O．
③若A是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则A转化为B反应的化学方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O．
（2）D是一种常见金属单质
①若A 是一种黄绿色气体，贮存溶液C时应加入少量D，其理由是2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺（用离子方程式说明）．
②若A是一种强氧化性酸，则B的化学式为Fe（NO₃）₃或Fe₃（SO₄）₃．
（3）若D是一种常见的温室气体，A是一种强碱．则B转化为C的离子方程式为CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-．
（4）若B是一种两性氢氧化物，且无论D是强酸还是强碱，上述转化关系都成立．则用B中所含金属元素的单质、强酸及强碱来制取1mol B时，所需强酸及强碱的物质的量之和以[n（H⁺）+n（OH^-）计]的最小值为1.5mol．

Answer 1

分析 根据题中各物质的转化关系，
（1）D是具有氧化性的气体单质，①若A是一种活泼金属单质，则A为Na，B为Na₂O，D为O₂，C为Na₂O₂；
②若A是一种固态非金属单质，化合物B、C的相对分子质量之比为7：11，则A为C，B为CO，D为O₂，C为CO₂；
③若A是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则A为NH₃，B为NO，C为NO₂，D为O₂；
（2）D是一种常见金属单质，则D应有可变价，
①若A 是一种黄绿色气体，则A为Cl₂，D为Fe，B为FeCl₃，C为FeCl₂；
②若A是一种强氧化性酸，则A为HNO₃ 或H₂SO₄，B为Fe（NO₃）₃ 或Fe₃（SO₄）₃，D为Fe，C为Fe（NO₃）₂ 或FeSO₄；
（3）若D是一种常见的温室气体，A是一种强碱，则A为NaOH，D为CO₂，B为Na₂CO₃，C为NaHCO₃；
（4）若B是一种两性氢氧化物，且无论D是强酸还是强碱，上述转化关系都成立，则A为AlCl₃或NaAlO₂，B为Al（OH）₃，C为NaAlO₂或AlCl₃．

解答 解：根据题中各物质的转化关系，
（1）D是具有氧化性的气体单质，①若A是一种活泼金属单质，则A为Na，B为Na₂O，D为O₂，C为Na₂O₂，化合物C的用途之一为呼吸面具或潜水艇中的供氧剂，
故答案为：呼吸面具或潜水艇中的供氧剂；
②若A是一种固态非金属单质，化合物B、C的相对分子质量之比为7：11，则A为C，B为CO，D为O₂，C为CO₂，实验室用碳酸钙与稀盐酸反应制取C，反应的离子方程式为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
③若A是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则A为NH₃，B为NO，C为NO₂，D为O₂，则A转化为B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；
（2）D是一种常见金属单质，则D应有可变价，
①若A 是一种黄绿色气体，则A为Cl₂，D为Fe，B为FeCl₃，C为FeCl₂，贮存FeCl₂溶液时应加入少量Fe，其理由是防止亚铁离子被氧化，反应离子方程式为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
②若A是一种强氧化性酸，则A为HNO₃ 或H₂SO₄，B为Fe（NO₃）₃ 或Fe₃（SO₄）₃，D为Fe，C为Fe（NO₃）₂ 或FeSO₄，
故答案为：Fe（NO₃）₃ 或Fe₃（SO₄）₃；
（3）若D是一种常见的温室气体，A是一种强碱，则A为NaOH，D为CO₂，B为Na₂CO₃，C为NaHCO₃，则B转化为C的离子方程式为CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-，
故答案为：CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-；
（4）若B是一种两性氢氧化物，且无论D是强酸还是强碱，上述转化关系都成立，则A为AlCl₃或NaAlO₂，B为Al（OH）₃，C为NaAlO₂或AlCl₃，用Al与强酸及强碱来制取1molAl（OH）₃时，要使所需强酸及强碱的物质的量之和最小，可用0.25molAl的，与H⁺反应，需要H⁺0.75mol，用0.75mol Al的与OH^-反应，需要OH^-0.75mol，再用0.75mol AlO₂^-与0.25molAl³⁺发生双水解可得1mol，所以[n（H⁺）+n（OH^-）计]的最小值为0.75mol+0.75mol=1.5mol，
故答案为：1.5．

点评 本题考查无机物推断，物质的颜色等是推断突破口，注意掌握中学常见A$→_{一定条件}^{+D}$B$→_{一定条件}^{+D}$C型转化关系，需要学生熟练掌握元素化合物知识，难度中等．