Question

甲、乙、丙、丁四种物质有如图所示的转化关系，已知甲是地壳中含量最高的元素组成的单质，常见化合物乙、丙、丁均含有短周期一种相同元素（除组成甲的元素外）．
（1）若丁的稀溶液与铜反应可生成乙，写出反应的离子方程式：

 

；
（2）若乙是难溶于水的酸性氧化物，写出工业上以乙为原料制取所含元素单质的化学方程式：

 

；
（3）若丙是离子化合物，且阴离子含有金属元素M．
①写出过量的二氧化碳通入丙溶液制取丁的离子方程式：

 

；
②以色列科学家Daniel Shechtman因发现准晶体获得2011年诺贝尔化学奖．人们在自然界中也找到了组成为M₆₃Cu₂₄Fe₁₃的天然准晶体．将相同质量的此准品体分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应，产生气体的物质的量关系为

 

；
A．n（烧碱）＜n（稀硝酸）＜n（盐酸）    B．n（烧碱）＜n（盐酸）＜n（稀硝酸）
C．n（稀硝酸）＜n（烧碱）＜n（盐酸）    D．n（盐酸）＜n（稀硝酸）＜n（烧碱）
（4）若乙含有第三周期元素A，2乙（g）+甲（g）?2丙（g）是工业生产中重要反应之一．
①写出实现NalO₃+NaHAO₃→I₂+Na₂AO₄+H₂AO₄转化的配平并标明电子转移的方向和数目的化学方程式：

 

；
②已知：还原性HAO₃^-＞I^-，若加入的NaHAO₃过量，还可能与上述生成物中的

 

反应，离子方程式为

 

．

Answer 1

分析：甲是地壳中含量最高的元素组成的单质，则甲为氧气，常见化合物乙、丙、丁均含有短周期一种相同元素（除组成甲的元素外），
（1）若丁的稀溶液与铜反应可生成乙，则丁为硝酸，乙为NO，乙能和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，所以丙是NO；
（2）若乙是难溶于水的酸性氧化物，则乙为SiO₂，二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，硅酸钠和盐酸反应生成硅酸，硅酸解热分解生成二氧化硅，所以丙是硅酸钠，丁是硅酸；
（3）若丙是离子化合物，且阴离子含有金属元素M，则阴离子为AlO₂^-，M为Al，甲是氧气，则乙是氧化物，则乙是氧化铝，偏铝酸钠和酸反应生成氢氧化铝，氢氧化铝分解生成氧化铝，所以丁是氢氧化铝；
（4）若乙含有第三周期元素A，2乙（g）+甲（g）?2丙（g）是工业生产中重要反应之一，则乙为SO₂，丙为SO₃，A为硫元素，丁是硫酸．

解答：解：甲是地壳中含量最高的元素组成的单质，则甲为氧气，常见化合物乙、丙、丁均含有短周期一种相同元素（除组成甲的元素外），
（1）若丁的稀溶液与铜反应可生成乙，则丁为硝酸，乙为NO，乙能和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，所以丙是NO，
铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）若乙是难溶于水的酸性氧化物，则乙为SiO₂，二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，硅酸钠和盐酸反应生成硅酸，硅酸解热分解生成二氧化硅，所以丙是硅酸钠，丁是硅酸，工业上用碳与二氧化硅反应生成硅与CO制备硅，反应方程式为：2C+SiO₂

高温  .

Si+2CO↑，
故答案为：2C+SiO₂

高温  .

Si+2CO↑；
（3）若丙是离子化合物，且阴离子含有金属元素M，则阴离子为AlO₂^-，M为Al，甲是氧气，则乙是氧化物，则乙是氧化铝，偏铝酸钠和酸反应生成氢氧化铝，氢氧化铝分解生成氧化铝，所以丁是氢氧化铝，
①过量二氧化碳和偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式为：CO₂+2H₂O+AlO₂^-=HCO₃^-+Al（OH）₃↓，
故答案为：CO₂+2H₂O+AlO₂^-=HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
②该合金中只有铝与氢氧化钠溶液反应生成气体，铁和铝都与盐酸反应生成氢气，所以加入盐酸放出的气体体积大于氢氧化钠溶液，铁、铝和铜都与稀硝酸反应生成气体，根据金属和生成气体之间的关系式得生成气体体积分别为：HCl：n（H₂）=13+63×1.5=107.5 mol，NaOH：n（H₂）=63×1.5=94.5 mol，HNO3：n（NO）=63+13+16=92 mol，所以生成气体体积大小顺序是n（稀硝酸）＜n（烧碱）＜n（盐酸），故选C．
（4）若乙含有第三周期元素A，2乙（g）+甲（g）?2丙（g）是工业生产中重要反应之一，则乙为SO₂，丙为SO₃，A为硫元素，丁是硫酸．
①NaIO₃+NaHSO₃→I₂+Na₂SO₄+H₂SO₄，该反应中，I元素化合价由+5价变为0价，S元素化合价由+4价变为+6价，结合原子守恒得该反应方程式为4NaIO₃+10NaHSO₃=2I₂+7Na₂SO₄+3H₂SO₄+2H₂O，转移电子数目和方向为，
故答案为：；
②还原性HSO₃^-＞I^-，若加入的NaHSO₃过量，亚硫酸氢根离子被碘氧化生成硫酸根离子，碘被还原生成碘离子，离子方程式为H₂O+I₂+HSO₃^-=2I^-+SO₄^2-+3H⁺，
故答案为：I₂；H₂O+I₂+HSO₃^-=2I^-+SO₄^2-+3H⁺．

点评：本题考查了物质的推断，明确元素在周期表的位置及物质的性质水解本题关键，涉及离子方程式的书写、氧化还原反应等知识点，难点是用双线桥或单线桥标出电子转移的方向和数目，难度中等．