Question

11．甲、乙、丙、丁四种单质在点燃条件下反应，可分别生成X、Y、Z、W四种化合物，其转化关系如图所示．已知：①甲、乙、丙为短周期元素的单质，通常状况下为气体；丁是生活中常见金属．②通常状况下，X是无色液体，Y是黑色晶体．③丙在乙中燃烧发出苍白色火焰．
（1）丁与X反应的化学方程式为3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；红热的丁和乙反应的现象为铁在氯气中燃烧，生成棕黄色烟．
（2）常温下，若Z、W两溶液的pH均等于5，则由水电离出的H⁺的物质的量浓度前者与后者的比值为10^-4．
（3）将少量W的饱和溶液滴入沸腾的X中，得到红褐色液体，反应的离子方程式为Fe³⁺+3H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺，此液体具有的性质是a、b、d（填字母）．
a．光束通过该液体时形成光亮的“通路”
b．插入电极通过直流电后，有一极附近液体颜色加深
c．向该液体中加入硝酸银溶液，无沉淀产生
d．将该液体加热、蒸干、灼烧后，有氧化物生成．

Answer 1

分析 根据甲、乙、丙、丁四种单质在点燃条件下两两化合生成X、Y、Z、W四种化合物，甲、乙、丙均为前三周期元素的单质，常温下均为气态，甲和丙反应产生X，X是无色液体，因此X是水，是氢气和氧气反应产生的水；丁是日常生活中的一种常见金属常温下，丁和甲反应产生Y，Y是黑色固体，因此是铁和氧气反应产生四氧化三铁，则丁是四氧化三铁；由此可知甲是氧气，丙是氢气，丁是铁；丙在乙中燃烧发出苍白色的火焰，丁在乙中燃烧生成棕黄色的烟，W的水溶液呈黄色，可知乙是氯气，W为氯化铁，Z为氯化氢，据此分析完成相关的问题．

解答 解：甲、乙、丙、丁四种单质在点燃条件下两两化合生成X、Y、Z、W四种化合物，甲、乙、丙均为前三周期元素的单质，常温下均为气态，甲和丙反应产生X，X是无色液体，因此X是水，是氢气和氧气反应产生的水；丁是日常生活中的一种常见金属常温下，丁和甲反应产生Y，Y是黑色固体，因此是铁和氧气反应产生四氧化三铁，则丁是四氧化三铁；由此可知甲是氧气，丙是氢气，丁是铁；丙在乙中燃烧发出苍白色的火焰，丁在乙中燃烧生成棕黄色的烟，W的水溶液呈黄色，可知乙是氯气，W为氯化铁，Z为氯化氢，带入验证符合转化关系，因此：
（1）丁是铁，X是水，乙是氯气，丁与X反应的化学方程式为 3 Fe+4 H₂O（g） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4 H₂，红热的丁和乙反应的现象为铁在氯气中燃烧，生成棕黄色烟，
故答案为：3 Fe+4 H₂O（g） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4 H₂；铁在氯气中燃烧，生成棕黄色烟；
（2）W为氯化铁，Z为氯化氢，氯化铁溶液中若pH等于5，则由水电离出的H⁺的物质的量浓度为10^-5mol/L，氯化氢溶液中若pH等于5，则由水电离出的H⁺的物质的量浓度为10^-9mol/L，所以Z、W两溶液的则由水电离出的H⁺的物质的量浓度前者与后者的比值为10^-9mol/L：10^-5mol/L=10^-4，
故答案为：10^-4；
（3）将少量氯化铁的饱和溶液滴入沸腾的水中，得到红褐色液体，反应的离子方程式为Fe³⁺+3H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺，此液体为胶体，所以有
a．光束通过该液体时形成光亮的“通路”，是胶体的丁达尔现象，故正确；
b．插入电极通过直流电后，有一极附近液体颜色加深，是胶体的电泳，现象，故正确；
c．向该液体中加入硝酸银溶液，溶液中有氯离子，有沉淀产生，故错误；
d．将该液体加热、蒸干、灼烧后，铁离子充分水解，氯化氢挥发，有氧化铁生成，故正确，
故答案为：Fe³⁺+3H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺；a、b、d．

点评 本题考查无机物的推断，为高考常见框图推断，综合考查元素化合物知识，侧重氯及其化合物、铁及其化合物及化学反应原理的考查，利用信息及转化推出各物质为解答的关键，注意颜色和状态为解答的突破口，题目难度中等．