Question

4．已知X、Y分别由原子序数依次增大的A、B、C、D四种短周期元素中的两种组成，A、B、C同周期，且C原子能形成双原子阴离子．已知化合物X是离子化合物，其离子具有相同的电子层结构，气体甲是天然气的主要成分．

（1）气体甲的电子式写出反应①的化学方程式Al₄C₃+12H₂O=4Al（OH）₃+3CH₄．
（2）若红色固体乙是一种单质，写出反应③的化学方程式CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Cu+CO₂+2H₂O．
（3）有人认为，乙中还含有Cu₂O，请设计实验证明取少量反应产物，滴加足量稀硫酸，若溶液由无色变为蓝色，证明产物Cu中含有Cu₂O；若溶液不变蓝色，证明产物Cu中不含Cu₂O．（已知Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O）

Answer 1

分析 气体甲是天然气的主要成分，则甲为CH₄，X是由上述四种元素中的两种组成的离子化合物，其离子具有相同的电子层结构，且X与水反应得到甲烷与沉淀，应是金属碳化物与水反应，可推知X为Al₄C₃，反应得到的沉淀为氢氧化铝，甲烷与CuO反应得到红色固体单质乙为Cu，生成沉淀为Al（OH）₃，可与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO₂，C形成的双原子阴离子为O₂^2-，C为O元素，以此解答该题．

解答 解：（1）气体甲为CH₄，为共价化合物，电子式为，反应①为碳化铝的水解反应，化学方程式为Al₄C₃+12H₂O=4Al（OH）₃+3CH₄，
故答案为：； Al₄C₃+12H₂O=4Al（OH）₃+3CH₄；
（2）高温下CuO与甲烷发生氧化还原反应，反应的化学方程式为CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Cu+CO₂+2H₂O，故答案为：CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Cu+CO₂+2H₂O；
（3）红色物质如为铜，加入稀硫酸不反应，无明显现象，如含有Cu₂O，加入稀硫酸发生Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O，生成Cu²⁺，溶液变蓝色，则可取少量反应产物，滴加足量稀硫酸，若溶液由无色变为蓝色，证明产物Cu中含有Cu₂O；若溶液不变蓝色，证明产物Cu中不含Cu₂O，
故答案为：取少量反应产物，滴加足量稀硫酸，若溶液由无色变为蓝色，证明产物Cu中含有Cu₂O；若溶液不变蓝色，证明产物Cu中不含Cu₂O．

点评 本题考查考查无机物的推断，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握物质的性质，难度不大，注意把握提给信息以及物质的性质．