Question

已知A、B均是由兩種短周期元素組成的化合物，A中某元素的質量分數為75%，C、J是同周期元素的氣態氫化物，X為無色液體，D具有兩性．反應生成的水均已略去．它們有如下圖所示的關系．

（1）寫出化學式：A．______，B．______，C．______．
（2）反應③中每生成lmolF，轉移電子的數目為：______．
（3）反應④的化學方程式為：______．
（4）寫出離子方程式分別為：反應②______；
反應⑤______．
（5）反應①中，每1.00g C與足量的F作用，恢復到25℃放出55.6kJ熱量，寫出反應①的熱化學方程式．______．

Answer 1

解：1．X為無色液體，推斷X為H₂O；
2．D具有兩性，可知D為Al₂O₃或Al（OH）₃，而Al₂O₃要經過氫氧化鋁脫水或鋁直接與氧氣化合而得，圖中顯然不具備這樣的條件，因此D為Al（OH）₃，D由A反應而來，A中含鋁元素；
3．因為D遇I溶解，可知I為強酸或強堿，但I由J一路反應而來，又有J為第二周期元素的氣態氫化物，因此J為非金屬氫化物，I為強酸，而L+X生成I+K，只有硝酸的生成（3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO）符合這一模式，L為NO₂，K為NO，由NO+F到NO₂，F為O₂．順便也可知J中含氮元素，J為NH₃；
4．因為C也為第二周期元素的氣態氫化物，而第二周期元素的氣態氫化物一般只研究碳與氮元素的氫化物（若C為HF，則A為AlF₃，不合題意；而硼的性質一般不做研究，否則要給提示或條件），J為NH₃，所以C為烴類，A為碳與鋁的化合物，結合給出的質量分數，A為Al₄C₃，它與水發生水解反應時，碳元素的價態不變，因此產物C為甲烷（CH₄），它與F（氧氣）反應除水之外的產物H為CO₂．A+X=C+D反應方程式：Al₄C₃+12H₂O→4Al（OH）₃+3CH₄↑；
5．因為H與G反應生成D（Al（OH）₃），G由D反應來，因此G為偏鋁酸鹽，E為強堿，因為E由短周期元素化合物B與水反應來，所以E為NaOH，G為NaAlO₂，因為B+水生成NaOH+O₂，所以B為Na₂O₂．綜上所述判斷出的各物質為：A為Al₄C₃ ；B為Na₂O₂；C為CH₄；D為Al（OH）₃；E為NaOH；F為O₂；G為NaAlO₂；H為CO₂；I為HNO₃；為NH₃；K為NO；LNO₂；X為H₂O；
（1）依據分析推斷得到A、B、C分別為：Al₄C₃、Na₂O₂、CH₄，故答案為：Al₄C₃；Na₂O₂；CH₄；
（2）反應③為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂；反應中過氧化鈉自身氧化還原反應，氧元素化合價從-1價變化為0價，-2價，反應中每生成lmolF（O₂）轉移電子物質的量為2mol，轉移電子數為1.204×10²⁴，故答案為：1.204×10²⁴；
（3）反應④是氨氣的催化氧化反應，反應的化學方程式為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂4NO+6H₂O；
（4）反應②是二氧化碳氣體通入偏鋁酸鈉溶液中發生的反應，反應的離子方程式為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=2Al（OH）₃↓+HCO₃^-；反應⑤是氫氧化鋁在硝酸中溶解的反應，反應的離子方程式為：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，
故答案為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=2Al（OH）₃↓+HCO₃^-；Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（5）反應①是甲烷燃燒生成二氧化碳和水的反應，每1.00g CH₄與足量的F（O₂）作用，恢復到25℃水為液體，放出55.6kJ熱量；依據化學方程式計算1mol甲烷燃燒放熱為889.6KJ；
反應的熱化學方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ?mol^-1．
分析：1．X為無色液體，推斷X為H₂O；
2．D具有兩性，可知D為Al₂O₃或Al（OH）₃，而Al₂O₃要經過氫氧化鋁脫水或鋁直接與氧氣化合而得，圖中顯然不具備這樣的條件，因此D為Al（OH）₃，D由A反應而來，A中含鋁元素；
3．因為D遇I溶解，可知I為強酸或強堿，但I由J一路反應而來，又有J為第二周期元素的氣態氫化物，因此J為非金屬氫化物，I為強酸，而L+X生成I+K，只有硝酸的生成（3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO）符合這一模式，I為HNO₃；L為NO₂，K為NO，由NO+F到NO₂，F為O₂．順便也可知J中含氮元素，J為NH₃；
4．因為C也為第二周期元素的氣態氫化物，而第二周期元素的氣態氫化物一般只研究碳與氮元素的氫化物（若C為HF，則A為AlF₃，不合題意；而硼的性質一般不做研究，否則要給提示或條件），J為NH₃，所以C為烴類，A為碳與鋁的化合物，結合給出的質量分數，A為Al₄C₃，它與水發生水解反應時，碳元素的價態不變，因此產物C為甲烷（CH₄），它與F（氧氣）反應除水之外的產物H為CO₂．A+X=C+D反應方程式：Al₄C₃+12H₂O→4Al（OH）₃+3CH₄↑；
5．因為H與G反應生成D（Al（OH）₃），G由D反應來，因此G為偏鋁酸鹽，E為強堿，因為E由短周期元素化合物B與水反應來，所以E為NaOH，G為NaAlO₂，因為B+水生成NaOH+O₂，所以B為Na₂O₂．依據推斷物質分析回答問題．
點評：本題考查了物質轉化關系的分析判斷，物質性質的應用，反應現象的分析，化學方程式、離子方程式、熱化學方程式的書寫方法和計算應用，物質性質的分析，現象的推斷是解題關鍵．題目難度中等．