Question

20．A、B、C、D、E、F是中學(xué)中常見(jiàn)的物質(zhì)，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示（反應(yīng)條件未標(biāo)出），已知反應(yīng)①是置換反應(yīng)．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）若B是黃綠色氣體，C、F是空氣的主要成分，A、D相遇有白煙生成，寫(xiě)出A的電子式，反應(yīng)③的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（2）若A、D、F都是非金屬單質(zhì)，A、D所含元素同主族，A、F 所含元素同周期，則B所屬晶體結(jié)構(gòu)類型是原子晶體，其一個(gè)重要的用途是光導(dǎo)纖維、石英鐘表、石英玻璃等．
（3）若A是常見(jiàn)的金屬單質(zhì)，D、F是氣態(tài)單質(zhì)，反應(yīng)①②在水溶液中進(jìn)行，則工業(yè)上冶煉金屬A的反應(yīng)原理是（用化學(xué)方程式表示）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（4）若A、D是常見(jiàn)單質(zhì)，且所含元素的原子序數(shù)A是D的2倍，原子最外層電子數(shù)D是A的2倍，反應(yīng)③④中都有紅棕色氣體生成．則反應(yīng)①的化學(xué)方程式為2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C．

Answer 1

分析 （1）若B是黃綠色氣體應(yīng)為Cl₂，C、F是空氣的主要成分，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系F為O₂，由于氧的氧化性較氯氣稍強(qiáng)，故氯氣置換出的應(yīng)該是氮?dú)�，C為N₂，C+F→E，為N₂+O₂$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO；A、D相遇有白煙生成，判斷A為NH₃，D為HCl；
（2）反應(yīng)①是置換反應(yīng)，而且涉及的單質(zhì)都是非金屬，所以可以考慮氧族里氧氣置換出硫的反應(yīng)，鹵素單質(zhì)之間的置換（氧化性較強(qiáng)的單質(zhì)置換出氧化性較弱的單質(zhì)）；碳族里碳置換出硅的反應(yīng)．再結(jié)合與F的反應(yīng)可以推斷出B應(yīng)該是二氧化硅，原子晶體；
（3）金屬置換出氣體很容易就想到活潑金屬置換出氫氣，再結(jié)合能與F連續(xù)反應(yīng)，可以推斷出是鐵和鹽酸的反應(yīng)；反應(yīng)②的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-
（4）由最外層電子數(shù)的關(guān)系可知，A的電子數(shù)較少，還原性較強(qiáng)的物質(zhì)置換出還原性較弱的物質(zhì)，很容易想到最外層兩個(gè)電子的鎂與碳的置換反應(yīng)．

解答 解：（1）若B是黃綠色氣體應(yīng)為Cl₂，C、F是空氣的主要成分，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系F為O₂，由于氧的氧化性較氯氣稍強(qiáng)，故氯氣置換出的應(yīng)該是氮?dú)猓珻為N₂，C+F→E，為N₂+O₂$\frac{\underline{\;放電\;}}{\;}$2NO；A、D相遇有白煙生成，所以發(fā)生反應(yīng)為NH₃+HCl=NH₄Cl，判斷A為NH₃，A的電子式為，D為HCl；該白煙的化學(xué)式為：NH₄Cl；反應(yīng)③是氨氣催化氧化為一氧化氮的反應(yīng)，化學(xué)方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：；4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（2）若A、D、F都是非金屬單質(zhì)，A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，反應(yīng)A+B→C+D是非金屬間的置換反應(yīng)，可以分析第ⅣA、ⅥA、ⅤⅡA 主族元素單質(zhì)間的置換反應(yīng)，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系中 F的反應(yīng)，只有2C+SiO₂=Si+2CO 符合，所以A為C，B為 SiO₂； 原子晶體（2分）；任選一種（2分）．二氧化硅屬于原子晶體，主要用途為：光導(dǎo)纖維、石英鐘表、石英玻璃等，
故答案為：原子晶體；光導(dǎo)纖維、石英鐘表、石英玻璃等；
（3）若A是常見(jiàn)的金屬單質(zhì)，D、F是氣態(tài)單質(zhì)，反應(yīng)①②在水溶液中進(jìn)行，結(jié)合能與F連續(xù)反應(yīng)，說(shuō)明存在變價(jià)，可以推斷出是鐵和鹽酸的反應(yīng)，工業(yè)上冶煉金屬Fe的反應(yīng)原理為一氧化碳還原氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，
故答案為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）若A、D是常見(jiàn)單質(zhì)，且所含元素的原子序數(shù)A是D的2倍，所含元素的原子最外層電子數(shù)D是A的2倍，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)可知是鎂置換碳的反應(yīng)，反應(yīng)③④中都有紅棕色氣體生成，說(shuō)明生成了NO₂，則F為濃硝酸，反應(yīng)①的化學(xué)方程式為2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C，
故答案為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了無(wú)機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系和性質(zhì)的綜合推斷，常見(jiàn)置換反應(yīng)的特征和類型，主要考查氯單質(zhì)及其化合物、氮及其化合物性質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系和應(yīng)用，特征置換反應(yīng)和特征現(xiàn)象的應(yīng)用是解題關(guān)鍵．