Question

4．A、B、C、D、E、F六种物质的转化关系如图所示（反应条件和部分产物未标出） 
（1）若A为短周期金属单质，D为短周期非金  属单质，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，F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成，则物质C中所含化学键类型为离子键，写出反应④的化学方程式C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O．
（2）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⁺，检验E物质中阳离子的操作和现象在试液中滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有铁离子，否则不含有铁离子，A单质与1mol/L稀硝酸160mL恰好反应，最多消耗A单质3.36 g．
（3）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的化学方程式为2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，写出D单质的一种用途作半导体材料．

Answer 1

分析 （1）若A为短周期金属单质，D为短周期非金属单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，则A原子序数是偶数，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，A最外层电子数小于4且为偶数，D位于第二周期、A位于第三周期，则A是Mg、D是C元素；F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成，红棕色气体是NO₂，则F是HNO₃，C和HNO₃浓溶液反应生成CO₂、NO₂和H₂O，B能和Mg反应生成碳单质，则B是CO₂，C是MgO，MgO和硝酸反应生成Mg（NO₃）₂和H₂O，Mg和硝酸反应生成Mg（NO₃）₂，则E是Mg（NO₃）₂；
（2）若A是常见的金属的单质，D、F是气态单质，A是Fe，反应①在水溶液中进行．反应②也在水溶液中进行，则B是酸，C是盐，D和F反应生成酸，盐和气体单质F反应生成E，Fe和气体单质直接反应生成E，则F是Cl₂、E是FeCl₃、C是FeCl₂、B是HCl、D是H₂；
（3）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．

解答 解：（1）若A为短周期金属单质，D为短周期非金属单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，则A原子序数是偶数，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，A最外层电子数小于4且为偶数，D位于第二周期、A位于第三周期，则A是Mg、D是C元素；F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成，红棕色气体是NO₂，则F是HNO₃，C和HNO₃浓溶液反应生成CO₂、NO₂和H₂O，B能和Mg反应生成碳单质，则B是CO₂，C是MgO，C中含有离子键，MgO和硝酸反应生成Mg（NO₃）₂和H₂O，Mg和硝酸反应生成Mg（NO₃）₂，则E是Mg（NO₃）₂；通过以上分析知，B是CO₂、F是HNO₃，在加热条件下，碳和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应④的化学方程式为C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O，
故答案为：离子键，C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O；
（2）若A是常见的金属的单质，D、F是气态单质，A是Fe，反应①在水溶液中进行．反应②也在水溶液中进行，则B是酸，C是盐，D和F反应生成酸，盐和气体单质F反应生成E，Fe和气体单质直接反应生成E，则F是Cl₂、E是FeCl₃、C是FeCl₂、B是HCl、D是H₂，氯化亚铁被氯气氧化生成氯化铁，反应②（在水溶液中进行）的离子方程式为Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，检验FeCl₃物质中铁离子的操作和现象是在试液中滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有铁离子，否则不含有铁离子，Fe单质与1mol/L稀硝酸160mL恰好反应，当生成硝酸亚铁时消耗Fe最多，根据反应3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O可知，此时Fe单质的质量为$\frac{3×0.16}{8}×56$ g=3.36g，
故答案为：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；在试液中滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有铁离子，否则不含有铁离子；3.36；
（3）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，该反应为2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，硅可作半导体材料，
故答案为：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；作半导体材料．

点评 本题考查无机物的推断、常用化学用语等，为高频考点，涉及常见元素及其化合物知识的考查，把握元素的位置及单质的性质来分析推断各物质，注意根据物质的特殊元素、物质结构、物质之间的转化关系进行推断，熟悉常见单质及其化合物的性质是解本题关键，题目难度中等．