Question

16．已知A、B、C是中學化學的常見物質，它們在一定條件下有如下轉化關系：A$→_{一定條件}^{+D}$B$→_{一定條件}^{+D}$C
（1）D是具有氧化性的氣體單質
①若A是一種活潑金屬單質，則化合物C的用途之一為呼吸面具或潛水艇中的供氧劑．
②若A是一種固態非金屬單質，化合物B、C的相對分子質量之比為7：11，則實驗室制取C的反應的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O．
③若A是能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，則A轉化為B反應的化學方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（2）D是一種常見金屬單質
①若A 是一種黃綠色氣體，貯存溶液C時應加入少量D，其理由是2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺（用離子方程式說明）．
②若A是一種強氧化性酸，則B的化學式為Fe（NO₃）₃或Fe₃（SO₄）₃．
（3）若D是一種常見的溫室氣體，A是一種強堿．則B轉化為C的離子方程式為CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-．
（4）若B是一種兩性氫氧化物，且無論D是強酸還是強堿，上述轉化關系都成立．則用B中所含金屬元素的單質、強酸及強堿來制取1mol B時，所需強酸及強堿的物質的量之和以[n（H⁺）+n（OH^-）計]的最小值為1.5mol．

Answer 1

分析 根據題中各物質的轉化關系，
（1）D是具有氧化性的氣體單質，①若A是一種活潑金屬單質，則A為Na，B為Na₂O，D為O₂，C為Na₂O₂；
②若A是一種固態非金屬單質，化合物B、C的相對分子質量之比為7：11，則A為C，B為CO，D為O₂，C為CO₂；
③若A是能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，則A為NH₃，B為NO，C為NO₂，D為O₂；
（2）D是一種常見金屬單質，則D應有可變價，
①若A 是一種黃綠色氣體，則A為Cl₂，D為Fe，B為FeCl₃，C為FeCl₂；
②若A是一種強氧化性酸，則A為HNO₃ 或H₂SO₄，B為Fe（NO₃）₃ 或Fe₃（SO₄）₃，D為Fe，C為Fe（NO₃）₂ 或FeSO₄；
（3）若D是一種常見的溫室氣體，A是一種強堿，則A為NaOH，D為CO₂，B為Na₂CO₃，C為NaHCO₃；
（4）若B是一種兩性氫氧化物，且無論D是強酸還是強堿，上述轉化關系都成立，則A為AlCl₃或NaAlO₂，B為Al（OH）₃，C為NaAlO₂或AlCl₃．

解答 解：根據題中各物質的轉化關系，
（1）D是具有氧化性的氣體單質，①若A是一種活潑金屬單質，則A為Na，B為Na₂O，D為O₂，C為Na₂O₂，化合物C的用途之一為呼吸面具或潛水艇中的供氧劑，
故答案為：呼吸面具或潛水艇中的供氧劑；
②若A是一種固態非金屬單質，化合物B、C的相對分子質量之比為7：11，則A為C，B為CO，D為O₂，C為CO₂，實驗室用碳酸鈣與稀鹽酸反應制取C，反應的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
③若A是能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，則A為NH₃，B為NO，C為NO₂，D為O₂，則A轉化為B反應的化學方程式為4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（2）D是一種常見金屬單質，則D應有可變價，
①若A 是一種黃綠色氣體，則A為Cl₂，D為Fe，B為FeCl₃，C為FeCl₂，貯存FeCl₂溶液時應加入少量Fe，其理由是防止亞鐵離子被氧化，反應離子方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
②若A是一種強氧化性酸，則A為HNO₃ 或H₂SO₄，B為Fe（NO₃）₃ 或Fe₃（SO₄）₃，D為Fe，C為Fe（NO₃）₂ 或FeSO₄，
故答案為：Fe（NO₃）₃ 或Fe₃（SO₄）₃；
（3）若D是一種常見的溫室氣體，A是一種強堿，則A為NaOH，D為CO₂，B為Na₂CO₃，C為NaHCO₃，則B轉化為C的離子方程式為CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-，
故答案為：CO₃^2-+CO₂+H₂O=2HCO₃^-；
（4）若B是一種兩性氫氧化物，且無論D是強酸還是強堿，上述轉化關系都成立，則A為AlCl₃或NaAlO₂，B為Al（OH）₃，C為NaAlO₂或AlCl₃，用Al與強酸及強堿來制取1molAl（OH）₃時，要使所需強酸及強堿的物質的量之和最小，可用0.25molAl的，與H⁺反應，需要H⁺0.75mol，用0.75mol Al的與OH^-反應，需要OH^-0.75mol，再用0.75mol AlO₂^-與0.25molAl³⁺發生雙水解可得1mol，所以[n（H⁺）+n（OH^-）計]的最小值為0.75mol+0.75mol=1.5mol，
故答案為：1.5．

點評 本題考查無機物推斷，物質的顏色等是推斷突破口，注意掌握中學常見A$→_{一定條件}^{+D}$B$→_{一定條件}^{+D}$C型轉化關系，需要學生熟練掌握元素化合物知識，難度中等．