Question

甲、乙、丙、丁均具有如圖所示的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)單元．實(shí)線表示共價(jià)鍵，X、Y可同可不同．
已知：甲、乙晶體類型相同，單質(zhì)甲能與乙發(fā)生置換反應(yīng)，丙、丁、戊三種粒子均含有等量的總電子數(shù)，其中丙、戊是同一類晶體中的分子，戊在常溫下呈液態(tài)，能產(chǎn)生兩種10電子的離子，丁是陽離子且與丙符合“等電子原理”（具有相同電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子互稱為等電子體）．
（1）寫出液態(tài)戊產(chǎn)生兩種等電子粒子的電離方程式：______．
（2）寫出甲與乙發(fā)生置換反應(yīng)的反應(yīng)方程式：______．
（3）丙是目前重要的能源之一．
①丙和戊在催化、加熱條件下得到可燃性的兩種氣體，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是：______．
②現(xiàn)代高能電池中，常用丙作燃料電池的原料，在堿性介質(zhì)（KOH溶液）的情況下，其負(fù)極反應(yīng)的電極方程式為______．
（4）含丁的硝酸鹽溶液顯酸性，原因是（用離子方程式表示）：______．

Answer 1

解：丙、丁、戊三種粒子均含有等量的總電子數(shù)，其中丙、戊是同一類晶體中的分子，戊在常溫下呈液態(tài)，能產(chǎn)生兩種10電子的離子，推斷戊為H₂O，電離生成水合氫離子和氫氧根離子；與水電子數(shù)相同的正四面體的分子，丙為10電子微粒推斷為CH₄，丁是陽離子且與丙符合“等電子原理”，為10電子陽離子，所以丁為NH₄⁺；甲、乙、丙、丁均具有如圖所示的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)單元．實(shí)線表示共價(jià)鍵，都是正四面體結(jié)構(gòu)，甲、乙晶體類型相同，單質(zhì)甲能與乙發(fā)生置換反應(yīng)，單質(zhì)為四面體和化合物為四面體的物質(zhì)發(fā)生置換反應(yīng)，推斷甲為C，乙為SiO₂；
（1）液態(tài)戊為H₂O產(chǎn)生兩種等電子粒子的電離方程式為2H₂O?H₃O⁺+OH^-，故答案為：2H₂O?H₃O⁺+OH^-；
（2）甲與乙是C和SiO₂發(fā)生置換反應(yīng)的反應(yīng)方程式為SiO₂+2CSi+2CO↑，故答案為：SiO₂+2CSi+2CO↑；
（3）①丙為CH₄和戊為H₂O在催化、加熱條件下得到可燃性的兩種氣體，判斷為氫氣和一氧化碳，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CH₄+H₂OCO+3H₂，
故答案為：CH₄+H₂OCO+3H₂；
②丙為CH₄作燃料電池的原料，在堿性介質(zhì)（KOH溶液）的情況下，甲烷做原電池負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極是氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；在堿性介質(zhì)（KOH溶液）的情況下，電池總反應(yīng)為：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O；依據(jù)電池總反應(yīng)減去正極電極反應(yīng)，消去氧氣得到負(fù)極反應(yīng)的電極方程式為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
（4）含丁為NH₄⁺的硝酸鹽溶液顯酸性，原因是銨根離子水解顯酸性，反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺．
分析：丙、丁、戊三種粒子均含有等量的總電子數(shù)，其中丙、戊是同一類晶體中的分子，戊在常溫下呈液態(tài)，能產(chǎn)生兩種10電子的離子，推斷戊為H₂O，電離生成水合氫離子和氫氧根離子；與水電子數(shù)相同的正四面體的分子，丙為10電子微粒推斷為CH₄，丁是陽離子且與丙符合“等電子原理”，為10電子陽離子，所以丁為NH₄⁺；甲、乙、丙、丁均具有如圖所示的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)單元．實(shí)線表示共價(jià)鍵，都是正四面體結(jié)構(gòu)，甲、乙晶體類型相同，單質(zhì)甲能與乙發(fā)生置換反應(yīng)，單質(zhì)為四面體和化合物為四面體的物質(zhì)發(fā)生置換反應(yīng)，推斷甲為C，乙為SiO₂，依據(jù)判斷出的物質(zhì)分析回答問題．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了等電子粒子的分析判斷，主要是常見十電子微粒的性質(zhì)應(yīng)用，結(jié)構(gòu)判斷，題目難度中等．