Question

甲、乙、丙三种物质在一定条件下存在如下转化关系（反应中部分产物已略去）：
．
回答下列问题：
（1）若乙为乙醇，金属A的组成元素是短周期主族元素中原子半径最大的元素，反应①的化学方程式为

 

．丙的结构简式可能是

 

．
（2）若乙为单质，其原子中最外层电子数是其电子层数的2倍，A为钾，B与A同主族，用pH试纸测定甲溶液和丙溶液的酸碱性，试纸分别呈蓝色和红色．
①写出A的组成元素在周期表中的位置

 

．
②丙溶液使pH试纸变红色的原因是（用离子方程式表示）

 

．
③甲溶液中各种阴离子浓度由大到小的顺序为

 

．
（3）若甲是磁性氧化铁，乙是水，B为碳，丙是水煤气．
①已知相同条件下当1摩气态水参加反应时，反应①的焓变△H=+a kJ?mol^-1，反应②的焓变△H=+b kJ?mol^-1，则相同条件下Fe₃O₄固体与固态碳反应生成固态Fe和气态CO的热化学方程式为

 

．
②密闭容器中反应Fe₃O₄（s）+4CO（g）═3Fe（s）+4CO₂（g）为可逆反应，该反应的平衡常数表达式为

 

，某温度下该反应K=8.1×10^-3，该温度下在密闭容器中加入1.0mol Fe₃O₄ 和5.2mol CO，平衡时CO的转化率为

 

．
③一定条件下，氧化铁可以转化为磁性氧化铁，反应中，氧化铁发生

 

反应（填“氧化”或“还原”）．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：（1）若乙为乙醇，金属A的组成元素是短周期主族元素中原子半径最大的元素为Na，乙醇在非金属单质B中反应可能是燃烧生成二氧化碳或一氧化碳，催化氧化生成乙醛，最后生成乙酸；
（2）若乙为单质，其原子中最外层电子数是其电子层数的2倍，判断乙为C或S，A为钾，乙和甲反应生成甲为K₂S，所以推断乙为S，B与A同主族，用pH试纸测定甲溶液和丙溶液的酸碱性，试纸分别呈蓝色说明是呈碱性，硫离子水解显碱性，乙和非金属单质B反应生成的丙溶液呈红色说明是酸性溶液，推断为H₂S，B为H₂；
①题干信息可知，A为K，A的组成元素在周期表中的位置第四周期第ⅠA族；
②丙为H₂S，溶液使pH试纸变红色的原因是硫化氢水溶液中存在电离平衡电离出氢离子
③甲溶液为Na₂S的溶液，溶液中硫离子分步水解显碱性^-；
（3）若甲是磁性氧化铁，乙是水，则金属A为Fe，B为碳，丙是水煤气为H₂、CO；
①依据题干书写热化学方程式，结合盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
②平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积，除以反应物幂次方乘积得到；依据平衡三段式列式计算转化率=

消耗量

起始量

×100%；
③元素化合价从+3价变化为+2价，元素化合价降低，做氧化剂被还原发生还原反应．

解答： 解：（1）若乙为乙醇，金属A的组成元素是短周期主族元素中原子半径最大的元素为Na，反应的化学方程式为：2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑；乙醇在非金属单质B中反应可能是燃烧生成二氧化碳或一氧化碳，催化氧化生成乙醛，最后生成乙酸；
故答案为：2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑；CO或CO₂或CH₃CHO或CH₃COOH；
（2）若乙为单质，其原子中最外层电子数是其电子层数的2倍，判断乙为C或S，A为钾，乙和甲反应生成甲为K₂S，所以推断乙为S，B与A同主族，用pH试纸测定甲溶液和丙溶液的酸碱性，试纸分别呈蓝色说明是呈碱性，硫离子水解显碱性，乙和非金属单质B反应生成的丙溶液呈红色说明是酸性溶液，推断为H₂S，B为H₂；
①题干信息可知，A为K，A的组成元素在周期表中的位置第四周期第ⅠA族；
故答案为：第四周期第ⅠA族；
②丙为H₂S，溶液使pH试纸变红色的原因是硫化氢水溶液中存在电离平衡电离出氢离子，H₂S?H⁺+HS^-；
故答案为：H₂S?H⁺+HS^-；
③甲溶液为Na₂S的溶液，溶液中各种阴离子浓度由大到小的顺序为：S^2-＞OH^-＞HS^-；
故答案为：S^2-＞OH^-＞HS^-；
（3）①已知相同条件下当1摩气态水参加反应时，反应①的焓变△H=+a kJ?mol^-1，反应的热化学方程式为：3Fe（s）+4H₂O（g）=Fe₃O₄（s）+4H₂，△H=+aKJ/mol；反应②的焓变△H=+b kJ?mol^-1，热化学方程式为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H═+b kJ?mol^-1；则依据盖斯定律计算，②×4-①得到相同条件下Fe₃O₄固体与固态碳反应生成固态Fe和气态CO的热化学方程式为：Fe₃O₄（s）+4C（s）=3Fe（s）+4CO（g）△H=（4b-a）KJ/mol；
故答案为：Fe₃O₄（s）+4C（s）=3Fe（s）+4CO（g）△H=（4b-a）KJ/mol；
②密闭容器中反应Fe₃O₄（s）+4CO（g）═3Fe（s）+4CO₂（g）为可逆反应，反应的平衡常数K=

c4(CO2)

c4(CO)

；某温度下该反应K=8.1×10^-3，该温度下在密闭容器中加入1.0mol Fe₃O₄ 和5.2mol CO，依据平衡三段式列式得到，设消耗一氧化碳物质的量为x；
                Fe₃O₄（s）+4CO（g）═3Fe（s）+4CO₂（g）
起始量（mol）   1.0        5.2mol     0        0
变化量（mol）               x                  x
平衡量（mol）            5.2-x                  x

x4

(5.2-x)4

=8.1×10^-3；
x=1.2mol
平衡时CO的转化率=

1.2mol

5.2mol

×100%=23.1%；
故答案为：23.1%；
③氧化铁可以转化为磁性氧化铁，铁元素化合价降低，说明做氧化剂被 还原发生还原反应；
故答案为：还原．

点评：本题考查了物质转化关系和物质性质的分析判断，掌握物质性质和推断反应现象、特征反应和现象是解题关键，题目难度中等．