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(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%，C、J是同周期元素的氣態(tài)氫化物，X為無色液體，D具有兩性．反應(yīng)生成的水均已略去．它們有如下圖所示的關(guān)系．

（1）寫出化學(xué)式：A．

Al₄C₃

，B．

Na₂O₂

，C．

CH₄

．
（2）反應(yīng)③中每生成lmolF，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為：

1.204×10²⁴

．
（3）反應(yīng)④的化學(xué)方程式為：

4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O

．
（4）寫出離子方程式分別為：反應(yīng)②

2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=2Al（OH）₃↓+HCO₃^-

；
反應(yīng)⑤

Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O

．
（5）反應(yīng)①中，每1.00g C與足量的F作用，恢復(fù)到25℃放出55.6kJ熱量，寫出反應(yīng)①的熱化學(xué)方程式．

CH₄（g）+2O₂（g）

點(diǎn)燃  .

CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-889.6kJ?mol^-1

．

Answer 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(jīng)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(yīng)而來，A中含鋁元素；
3．因?yàn)镈遇I溶解，可知I為強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，但I(xiàn)由J一路反應(yīng)而來，又有J為第二周期元素的氣態(tài)氫化物，因此J為非金屬氫化物，I為強(qiáng)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(xiàn)為O₂．順便也可知J中含氮元素，J為NH₃；
4．因?yàn)镃也為第二周期元素的氣態(tài)氫化物，而第二周期元素的氣態(tài)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(zhì)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(jié)合給出的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，A為Al₄C₃，它與水發(fā)生水解反應(yīng)時(shí)，碳元素的價(jià)態(tài)不變，因此產(chǎn)物C為甲烷（CH₄），它與F（氧氣）反應(yīng)除水之外的產(chǎn)物H為CO₂．A+X=C+D反應(yīng)方程式：Al₄C₃+12H₂O→4Al（OH）₃+3CH₄↑；
5．因?yàn)镠與G反應(yīng)生成D（Al（OH）₃），G由D反應(yīng)來，因此G為偏鋁酸鹽，E為強(qiáng)堿，因?yàn)镋由短周期元素化合物B與水反應(yīng)來，所以E為NaOH，G為NaAlO₂，因?yàn)锽+水生成NaOH+O₂，所以B為Na₂O₂．依據(jù)推斷物質(zhì)分析回答問題．

解答：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(jīng)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(yīng)而來，A中含鋁元素；
3．因?yàn)镈遇I溶解，可知I為強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，但I(xiàn)由J一路反應(yīng)而來，又有J為第二周期元素的氣態(tài)氫化物，因此J為非金屬氫化物，I為強(qiáng)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(xiàn)為O₂．順便也可知J中含氮元素，J為NH₃；
4．因?yàn)镃也為第二周期元素的氣態(tài)氫化物，而第二周期元素的氣態(tài)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(zhì)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(jié)合給出的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，A為Al₄C₃，它與水發(fā)生水解反應(yīng)時(shí)，碳元素的價(jià)態(tài)不變，因此產(chǎn)物C為甲烷（CH₄），它與F（氧氣）反應(yīng)除水之外的產(chǎn)物H為CO₂．A+X=C+D反應(yīng)方程式：Al₄C₃+12H₂O→4Al（OH）₃+3CH₄↑；
5．因?yàn)镠與G反應(yīng)生成D（Al（OH）₃），G由D反應(yīng)來，因此G為偏鋁酸鹽，E為強(qiáng)堿，因?yàn)镋由短周期元素化合物B與水反應(yīng)來，所以E為NaOH，G為NaAlO₂，因?yàn)锽+水生成NaOH+O₂，所以B為Na₂O₂．綜上所述判斷出的各物質(zhì)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(jù)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(yīng)③為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂；反應(yīng)中過氧化鈉自身氧化還原反應(yīng)，氧元素化合價(jià)從-1價(jià)變化為0價(jià)，-2價(jià)，反應(yīng)中每生成lmolF（O₂）轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為2mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.204×10²⁴，故答案為：1.204×10²⁴；
（3）反應(yīng)④是氨氣的催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
（4）反應(yīng)②是二氧化碳?xì)怏w通入偏鋁酸鈉溶液中發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)⑤是氫氧化鋁在硝酸中溶解的反應(yīng)，反應(yīng)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(yīng)①是甲烷燃燒生成二氧化碳和水的反應(yīng)，每1.00g CH₄與足量的F（O₂）作用，恢復(fù)到25℃水為液體，放出55.6kJ熱量；依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算1mol甲烷燃燒放熱為889.6KJ；
反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）

點(diǎn)燃  .

CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）

點(diǎn)燃  .

CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6kJ?mol^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用，反應(yīng)現(xiàn)象的分析，化學(xué)方程式、離子方程式、熱化學(xué)方程式的書寫方法和計(jì)算應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)的分析，現(xiàn)象的推斷是解題關(guān)鍵．題目難度中等．