Question

8．A、B、C、D、E、F六種物質的轉化關系如圖所示（反應條件和部分產物未標出），請回答下列問題：
（1）若A為短周期金屬單質，D為短周期非金屬單質，且所含元素的原子序數A是D的2倍，所含元素的原子最外層電子數D是A的2倍，F的濃溶液與A、D反應都有紅棕色氣體生成，則A的原子結構示意圖為，反應④的化學方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O．
（2）若A是常見的變價金屬的單質，D、F是氣態單質，反應④可以在光照條件下發生．反應①和反應②在水溶液中進行，反應②的離子方程式是Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺．
（3）若A、D、F都是短周期非金屬元素單質，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，則反應①的化學方程式為2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．標準狀況下3.36L物質E與含氫氧化鈉10.0g的溶液充分反應，所得溶液中溶質成分為Na₂CO₂，0.1mol；NaHCO₃，0.05mol（寫出化學式和對應的物質的量）．

Answer 1

分析 （1）若A為短周期金屬單質，D為短周期非金屬單質，且所含元素的原子序數A是D的2倍，則A原子序數是偶數，所含元素的原子最外層電子數D是A的2倍，則A是Mg、D是C元素，F的濃溶液與A、D反應都有紅棕色氣體生成，紅棕色氣體是NO₂，則F是HNO₃，C和HNO₃濃溶液反應生成CO₂、NO₂和H₂O，B能和Mg反應生成碳單質，則B是CO₂，C是MgO，MgO和硝酸反應生成Mg（NO₃）₂和H₂O，Mg和硝酸反應生成Mg（NO₃）₂，則E是Mg（NO₃）₂；
（2）若A是常見的變價金屬的單質，則A是Fe，D、F是氣態單質，反應①在水溶液中進行．反應②也在水溶液中進行，則B是酸，C是鹽，D和F反應生成酸，鹽和氣體單質F反應生成E，Fe和氣體單質直接反應生成E，則F是Cl₂、E是FeCl₃、C是FeCl₂、B是HCl、D是H₂；
（3）A、D、F都是短周期非金屬元素單質，且A、D所含元素同主族，則B為SiO₂，A、F所含元素同周期，則A為C，D為Si，F為O₂，根據轉化關系，C為CO，E為CO₂，反應①為C與二氧化硅的反應，以此解答該題．

解答 解：（1）若A為短周期金屬單質，D為短周期非金屬單質，且所含元素的原子序數A是D的2倍，則A原子序數是偶數，所含元素的原子最外層電子數D是A的2倍，則A是Mg、D是C元素，F的濃溶液與A、D反應都有紅棕色氣體生成，紅棕色氣體是NO₂，則F是HNO₃，C和HNO₃濃溶液反應生成CO₂、NO₂和H₂O，B能和Mg反應生成碳單質，則B是CO₂，C是MgO，MgO和硝酸反應生成Mg（NO₃）₂和H₂O，Mg和硝酸反應生成Mg（NO₃）₂，則E是Mg（NO₃）₂，A是Mg，A的原子結構示意圖為 ，反應④的化學方程式為在加熱條件下，碳和濃硝酸發生氧化還原反應生成二氧化碳、二氧化氮和水，反應方程式為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：；C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O；
（2）若A是常見的變價金屬的單質，則A是Fe，D、F是氣態單質，反應①在水溶液中進行．反應②也在水溶液中進行，則B是酸，C是鹽，D和F反應生成酸，鹽和氣體單質F反應生成E，Fe和氣體單質直接反應生成E，則F是Cl₂、E是FeCl₃、C是FeCl₂、B是HCl、D是H₂，氯化亞鐵被氯氣氧化生成氯化鐵，離子反應方程式為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，
故答案為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺；
（3）A、D、F都是短周期非金屬元素單質，且A、D所含元素同主族，則B為SiO₂，A、F所含元素同周期，則A為C，D為Si，F為O₂，根據轉化關系，C為CO，E為CO₂，反應①為C與二氧化硅的反應，該反應為2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，
將標準狀況下3.36L二氧化碳為$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，10.0g 氫氧化鈉為$\frac{10g}{40g/mol}$=0.25mol，二者物質的量之比為3：5，介于2：1與1：1之間，則生成Na₂CO₃、NaHCO₃，設二者物質的量分別為xmol、ymol，則$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.15}\\{2x+y=0.25}\end{array}\right.$，解得x=0.1，y=0.05，
故答案為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；Na₂CO₂，0.1mol；NaHCO₃，0.05mol．

點評 本題考查無機物的推斷、常用化學用語等，為高頻考點，涉及常見元素及其化合物知識的考查，把握元素的位置及單質的性質來分析推斷各物質，注意根據物質的特殊元素、物質結構、物質之間的轉化關系進行推斷，熟悉常見單質及其化合物的性質是解本題關鍵，題目難度中等．