Question

A、B、C、D、E、F六種物質的相互轉化關系如圖所示（反應條件及部分產(chǎn)物均未列出）．
（1）若A、D、E是短周期的非金屬單質，且A、D所含元素同主族，A、E含元素同周期，已知D單質在電子工業(yè)中有重要作用，則D的原子結構示意圖為

 

；F的分子構型為

 

；反應①的化學方程式為

 

．
（2）若A、D為常見金屬單質，且加熱時A、D才能溶解在E的濃溶液中，寫出反應③的化學方程式

 

；足量的A與B溶液充分反應后，生成物C中金屬陽離子的檢驗方法為

 

；若以惰性電極電解B的水溶液，當陰極增重9.6g時，陽極生成氣體在標準狀況下的體積為

 

，寫出電解B的水溶液的離子方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）由轉化關系可知A和B的反應為置換反應，D單質在電子工業(yè)中有重要作用，應為Si，A、D所含元素同主族，則可知A為C，則B為SiO₂，C為CO，E為O₂，F(xiàn)為CO₂；
（2）A、D為常見金屬單質，可知A和B的反應為置換反應，加熱時A、D才能溶解在E的濃溶液中，如為鋁熱反應，則A為Al，B為氧化物，E為硝酸或硫酸，D與酸反應生成的B應為鹽，二者矛盾，說明A和B的反應應為活潑金屬與鹽溶液的置換反應，結合加熱時A、D才能溶解在E的濃溶液中，可推斷A為Fe，D為Cu，E為H₂SO₄，B為CuSO₄，F(xiàn)應為硫酸鐵，以此解答．

解答：解：（1）由轉化關系可知A和B的反應為置換反應，D單質在電子工業(yè)中有重要作用，應為Si，A、D所含元素同主族，則可知A為C，則B為SiO₂，C為CO，E為O₂，F(xiàn)為CO₂，Si的原子結構示意圖為，F(xiàn)為CO₂，為直線形分子，反應①的化學方程式為2C+SiO₂

高溫  .

2CO↑+Si，
故答案為：；直線形；2C+SiO₂

高溫  .

2CO↑+Si；

（2）A、D為常見金屬單質，可知A和B的反應為置換反應，加熱時A、D才能溶解在E的濃溶液中，如為鋁熱反應，則A為Al，B為氧化物，E為硝酸或硫酸，D與酸反應生成的B應為鹽，二者矛盾，說明A和B的反應應為活潑金屬與鹽溶液的置換反應，結合加熱時A、D才能溶解在E的濃溶液中，可推斷A為Fe，D為Cu，E為H₂SO₄，B為CuSO₄，F(xiàn)應為硫酸鐵，反應③為濃硫酸和銅的反應，方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，檢驗亞鐵離子，可取少量C溶液于試管中，滴加KSCN溶液無明顯顏色變化，再滴加氯水呈血紅色，說明含有亞鐵離子，若以惰性電極電解CuSO₄的水溶液，陰極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
n（Cu）=

9.6g

64g/mol

=0.15mol，則由電極方程式可知生成n（O₂）=0.075mol，V（O₂）=0.075mol×22.4L/mol=1.68L，
電解的總方程式為2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；取少量C溶液于試管中，滴加KSCN溶液無明顯顏色變化，再滴加氯水呈血紅色；1.68 L；2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺．

點評：本題以無機框圖題的形式考查Si、Cu、Fe等元素單質及其化合物之間的相互轉化關系和邏輯推理能力、化學用語的書寫、硫酸工業(yè)等，難度較大，本題中LD單質在電子工業(yè)中有重要作用、加熱時A、D才能溶解在E的濃溶液中等為解題突破口，對學生的邏輯推理能力提出較高要求．