Question

5．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）．
（1）若A为短周期金属单质，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，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成，反应①的化学方程式CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MgO+C．
（2）若A是常见的变价金属的单质，D、F是气态单质，且反应①在水溶液中进行．反应②也在水溶液中进行，且光照条件下D与F也可以反应，则反应②的离子方程式是2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）若A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则反应①的化学方程式为2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．将标准状况下3.36L 物质E 与含10.0g 氢氧化钠溶质的溶液充分反应，所得溶液溶质成分为Na₂CO₃：0.1mol；NaHCO₃：0.05mol（写出化学式和对应的物质的量）．

Answer 1

分析 （1）若A为短周期金属单质，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，A最外层电子数小于4且为偶数，D位于第二周期、A位于第三周期，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是常见的金属的单质，D、F是气态单质，A是Fe，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，A、F所含元素同周期，则A为C，D为Si，F为O₂，B为SiO₂，E为CO₂，反应①为C与二氧化硅的反应．

解答 解：（1）若A为短周期金属单质，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，A最外层电子数小于4且为偶数，D位于第二周期、A位于第三周期，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，反应①的化学方程式：CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MgO+C，
故答案为：CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2MgO+C；
（2）若A是常见的金属的单质，D、F是气态单质，A是Fe，反应①在水溶液中进行．反应②也在水溶液中进行，则B是酸，C是盐，D和F反应生成酸，盐和气体单质F反应生成E，Fe和气体单质直接反应生成E，则F是Cl₂、E是FeCl₃、C是FeCl₂、B是HCl、D是H₂，则反应②的离子方程式是：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则A为C，D为Si，F为O₂，B为SiO₂，E为CO₂，反应①为C与二氧化硅的反应，反应化学方程式为：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，
二氧化碳的物质的量为$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，NaOH的物质的量为$\frac{10g}{40g/mol}$=0.25mol，二者物质的量之比为3：5，介于1：2与1：1之间，故生成Na₂CO₃、NaHCO₃，设二者物质的量分别为xmol、ymol，根据原子守恒可知：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.15}\\{2x+y=0.25}\end{array}\right.$，解得x=0.1，y=0.05，
故答案为：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；Na₂CO₃：0.1mol；NaHCO₃：0.05mol．

点评 本题考查无机物的推断，物质的颜色、特殊反应及短周期中位置等是推断突破口，熟练掌握元素化合物性质，题目难度中等．