Question

12．甲、乙、丙、丁是由短周期元素组成的物质，它们之间存在如下转化关系．
甲+乙→丙+丁
（1）转化关系中所涉及的反应甲和乙为非氧化还原反应，且乙为水．若甲为固体，甲和乙反应生成的丙和丁是二种弱碱．则甲的化学式是Mg₃N₂．
（2）转化关系中所涉及的反应为氧化还原反应，且乙为水．
①若甲和丙是同主族元素组成的单质，且组成甲的元素位于第三周期，此反应的离子方程式是2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑．
②若丙和丁都可在一定条件下还原CuO，写出该反应的化学方程式：C+H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H₂．
③若甲是由N和O元素组成的气态红棕色物质．将3.36gFe加到一定量丙稀溶液中，收集到1.12L气体丁（已折算为标准状况），则反应的方程式是：6 Fe+20H⁺+5NO₃^-=3Fe²⁺+3Fe³⁺+5NO↑+10H₂O．

Answer 1

分析 （1）甲和乙的反应为非氧化还原反应，且乙为水，若甲为固体，甲和乙反应生成的丙和丁是二种弱碱，应是氮化镁水解生成氢氧化镁与氨水；
（2）反若甲和乙的反应为氧化还原反应，且乙为水．
①若甲和丙是同主族元素组成的单质，且组成甲的元素位于第三周期，应是Na与水反应生成氢氧化钠与氢气；
②若丙和丁都可在一定条件下还原CuO，丙、丁具有还原性，可以是碳与水反应生成氢气与CO；
③若甲是由N和O元素组成的气态红棕色物质，则甲为NO₂，将3.36gFe加到一定量丙稀溶液中，收集到1.12L气体丁（已折算为标准状况），则丙为硝酸，丁为NO，根据电子转移守恒、Fe的质量计算溶液中铁离子、亚铁离子物质的量，书写离子方程式．

解答 解：（1）甲和乙的反应为非氧化还原反应，且乙为水，若甲为固体，甲和乙反应生成的丙和丁是二种弱碱，应是氮化镁水解生成氢氧化镁与氨水，故甲为Mg₃N₂，
故答案为：Mg₃N₂；
（2）反若甲和乙的反应为氧化还原反应，且乙为水．
①若甲和丙是同主族元素组成的单质，且组成甲的元素位于第三周期，应是Na与水反应生成氢氧化钠与氢气，钠和水反应的离子方程式为2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，
故答案为：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；
②若丙和丁都可在一定条件下还原CuO，丙、丁具有还原性，可以是碳与水反应生成氢气与CO，所以该反应方程式为：C+H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H₂，
故答案为：C+H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H₂；
③若甲是由N和O元素组成的气态红棕色物质，则甲为NO₂，将3.36gFe加到一定量丙稀溶液中，收集到1.12L气体丁（已折算为标准状况），则丙为硝酸，丁为NO，NO物质的量为$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，Fe的物质的量为：$\frac{3.36g}{56g/mol}$=0.06mol，设溶液中铁离子、亚铁离子物质的量分别为xmol、ymol，则：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.06}\\{3x+2y=0.05×3}\end{array}\right.$
解得x=y=0.03，
故反应离子方程式为：6 Fe+20H⁺+5NO₃^-=3Fe²⁺+3Fe³⁺+5NO↑+10H₂O，
故答案为：6 Fe+20H⁺+5NO₃^-=3Fe²⁺+3Fe³⁺+5NO↑+10H₂O．

点评 本题考查无机物的推断，明确物质的性质及常见反应类型是解本题关键，需要学生熟练掌握元素化合物性质，难度中等．