Question

12．甲、乙、丙、丁是由短周期元素組成的物質，它們之間存在如下轉化關系．
甲+乙→丙+丁
（1）轉化關系中所涉及的反應甲和乙為非氧化還原反應，且乙為水．若甲為固體，甲和乙反應生成的丙和丁是二種弱堿．則甲的化學式是Mg₃N₂．
（2）轉化關系中所涉及的反應為氧化還原反應，且乙為水．
①若甲和丙是同主族元素組成的單質，且組成甲的元素位于第三周期，此反應的離子方程式是2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑．
②若丙和丁都可在一定條件下還原CuO，寫出該反應的化學方程式：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂．
③若甲是由N和O元素組成的氣態(tài)紅棕色物質．將3.36gFe加到一定量丙稀溶液中，收集到1.12L氣體丁（已折算為標準狀況），則反應的方程式是：6 Fe+20H⁺+5NO₃^-=3Fe²⁺+3Fe³⁺+5NO↑+10H₂O．

Answer 1

分析 （1）甲和乙的反應為非氧化還原反應，且乙為水，若甲為固體，甲和乙反應生成的丙和丁是二種弱堿，應是氮化鎂水解生成氫氧化鎂與氨水；
（2）反若甲和乙的反應為氧化還原反應，且乙為水．
①若甲和丙是同主族元素組成的單質，且組成甲的元素位于第三周期，應是Na與水反應生成氫氧化鈉與氫氣；
②若丙和丁都可在一定條件下還原CuO，丙、丁具有還原性，可以是碳與水反應生成氫氣與CO；
③若甲是由N和O元素組成的氣態(tài)紅棕色物質，則甲為NO₂，將3.36gFe加到一定量丙稀溶液中，收集到1.12L氣體�。ㄒ颜鬯銥闃藴薁顩r），則丙為硝酸，丁為NO，根據(jù)電子轉移守恒、Fe的質量計算溶液中鐵離子、亞鐵離子物質的量，書寫離子方程式．

解答 解：（1）甲和乙的反應為非氧化還原反應，且乙為水，若甲為固體，甲和乙反應生成的丙和丁是二種弱堿，應是氮化鎂水解生成氫氧化鎂與氨水，故甲為Mg₃N₂，
故答案為：Mg₃N₂；
（2）反若甲和乙的反應為氧化還原反應，且乙為水．
①若甲和丙是同主族元素組成的單質，且組成甲的元素位于第三周期，應是Na與水反應生成氫氧化鈉與氫氣，鈉和水反應的離子方程式為2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，
故答案為：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；
②若丙和丁都可在一定條件下還原CuO，丙、丁具有還原性，可以是碳與水反應生成氫氣與CO，所以該反應方程式為：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂，
故答案為：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂；
③若甲是由N和O元素組成的氣態(tài)紅棕色物質，則甲為NO₂，將3.36gFe加到一定量丙稀溶液中，收集到1.12L氣體�。ㄒ颜鬯銥闃藴薁顩r），則丙為硝酸，丁為NO，NO物質的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，F(xiàn)e的物質的量為：$\frac{3.36g}{56g/mol}$=0.06mol，設溶液中鐵離子、亞鐵離子物質的量分別為xmol、ymol，則：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.06}\\{3x+2y=0.05×3}\end{array}\right.$
解得x=y=0.03，
故反應離子方程式為：6 Fe+20H⁺+5NO₃^-=3Fe²⁺+3Fe³⁺+5NO↑+10H₂O，
故答案為：6 Fe+20H⁺+5NO₃^-=3Fe²⁺+3Fe³⁺+5NO↑+10H₂O．

點評 本題考查無機物的推斷，明確物質的性質及常見反應類型是解本題關鍵，需要學生熟練掌握元素化合物性質，難度中等．