Question

4．A、B、C、D、E、F六种物质的转化关系如图所示（反应条件和部分产物未标出）．
请回答下列问题：
（1）若A为第三周期的金属单质，D为短周期非金属单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，F的浓溶液与A、D反应都有红棕气体生成，则A的原子结构示意图为；反应④的化学方程式为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O．
（2）若A为用量最大的金属，D、F是气态单质，反应②的离子方程式是：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，A与水蒸气反应的化学方程式为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（3）若A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，B常用作光导纤维，A、F所含元素同周期，则E的电子式为，反应①的化学方程式为2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．

Answer 1

分析 （1）若A为第三周期的金属单质，D为短周期非金属单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，则A原子序数是偶数，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，则A是Mg、D是C元素，F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成，红棕色气体是NO₂，则F是HNO₃，C和HNO₃浓溶液反应生成CO₂、NO₂和H₂O，B能和Mg反应生成碳单质，则B是CO₂，C是MgO，MgO和硝酸反应生成Mg（NO₃）₂和H₂O，Mg和硝酸反应生成Mg（NO₃）₂，则E是Mg（NO₃）₂；
（2）若A为用量最大的金属，则A是Fe，D、F是气态单质，反应①在水溶液中进行．反应②也在水溶液中进行，则B是酸，C是盐，D和F反应生成酸，盐和气体单质F反应生成E，Fe和气体单质直接反应生成E，则F是Cl₂、E是FeCl₃、C是FeCl₂、B是HCl、D是H₂；
（3）A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，B常用作光导纤维，则B为SiO₂，A、F所含元素同周期，则A为C，D为Si，F为O₂，根据转化关系，C为CO，E为CO₂，反应①为C与二氧化硅的反应，据此答题．

解答 解：（1）若A为第三周期的金属单质，D为短周期非金属单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，则A原子序数是偶数，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，则A是Mg、D是C元素，F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成，红棕色气体是NO₂，则F是HNO₃，C和HNO₃浓溶液反应生成CO₂、NO₂和H₂O，B能和Mg反应生成碳单质，则B是CO₂，C是MgO，MgO和硝酸反应生成Mg（NO₃）₂和H₂O，Mg和硝酸反应生成Mg（NO₃）₂，则E是Mg（NO₃）₂；
通过以上分析知，A是Mg，A的原子结构示意图为 ；反应④的化学方程式为在加热条件下，碳和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应方程式为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O，
故答案为：；C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂+4NO₂↑+2H₂O；
（2）若A为用量最大的金属，则A是Fe，D、F是气态单质，反应①在水溶液中进行．反应②也在水溶液中进行，则B是酸，C是盐，D和F反应生成酸，盐和气体单质F反应生成E，Fe和气体单质直接反应生成E，则F是Cl₂、E是FeCl₃、C是FeCl₂、B是HCl、D是H₂，氯化亚铁被氯气氧化生成氯化铁，离子反应方程式为：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，铁与水蒸汽反应的方程式为 3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺； 3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（3）A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，B常用作光导纤维，则B为SiO₂，A、F所含元素同周期，则A为C，D为Si，F为O₂，根据转化关系，C为CO，E为CO₂，E的电子式为，反应①为C与二氧化硅的反应，该反应为2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，
故答案为：；2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．

点评 本题考查无机物的推断、常用化学用语等，为高频考点，涉及常见元素及其化合物知识的考查，把握元素的位置及单质的性质来分析推断各物质，注意根据物质的特殊元素、物质结构、物质之间的转化关系进行推断，熟悉常见单质及其化合物的性质是解本题关键，题目难度中等．