Question

已知A、B、D、E均為中學(xué)化學(xué)常見單質(zhì)或化合物，它們之間的關(guān)系如圖所示（部分產(chǎn)物略去）．
（1）若A和E為單質(zhì)，組成A單質(zhì)的元素是自然界中形成化合物種類最多的元素．
①B屬于分子

非極性

（填“極性”或“非極性”），B分子中各原子最外層

是

（填“是”或“否”）都滿足8電子結(jié)構(gòu)；
②向50mL 4mol/L的NaOH溶液中通入1.12L B（標(biāo)準(zhǔn)狀況），反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比為

n（Na₂CO₃）：n（NaOH）═1：2

（填化學(xué)式和物質(zhì)的量之比）；
③4g A單質(zhì)完全燃燒放出131.2kJ的熱量，寫出表示A單質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式

C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H=-393.6kJ/mol

．
（2）若A為第三周期中的元素所形成的氯化物．
①寫出A溶液→B的離子方程式

Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O

；
②寫出A和B的溶液反應(yīng)的離子方程式

Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓

．
（3）若A為常見的金屬，在E的冷、濃溶液中，A有鈍化現(xiàn)象．已知：X為含有非極鍵的離子化合物，且1mol X含有38mol電子，向D溶液中加入與D等物質(zhì)的量的X固體，恰好完全反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式

4Fe²⁺+4Na₂O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃+O₂↑+8Na⁺

．

Answer 1

分析：（1）由題意，若A和E為單質(zhì)，組成A單質(zhì)的元素是自然界中形成化合物種類最多的元素，確定A單質(zhì)是碳，根據(jù)碳的化學(xué)性質(zhì)及框圖中A能和少量E與過量E反應(yīng)生成兩種含碳化合物B和D，可推測(cè)E是氧氣，B為CO₂、D為CO，再解答問題；
CO₂通入NaOH溶液中發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：CO₂+NaOH（少量）═NaHCO₃、CO₂+2NaOH（過量）═Na₂CO₃+H₂O．根據(jù)CO₂和NaOH量的關(guān)系，確定CO₂少量，NaOH過量，最后溶質(zhì)有Na₂CO₃和NaOH，求出物質(zhì)的量之比即可；
熱化學(xué)方程式書寫要求標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)、熱量用△H表示、放熱用符號(hào)“-”、吸熱用符號(hào)“+”、單位為kJ/mol，各物質(zhì)前的計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量，注意熱量隨著計(jì)量數(shù)而改變；
（2）若A為第三周期中的元素所形成的氯化物．可能為NaCl、MgCl₂、AlCl₃中的一種，根據(jù)A能和少量E與過量E反應(yīng)生成兩種化合物B和D，即可推斷A為AlCl₃，E為含OH^-的堿，發(fā)生離子反應(yīng)Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，確定出B中含有AlO₂^-，D為Al（OH）₃；
（3）若A為常見的金屬，在E的冷、濃溶液中，A有鈍化現(xiàn)象．能發(fā)生鈍化現(xiàn)象的金屬有Fe和Al，即可確定A為Fe．結(jié)合A能和少量E與過量E反應(yīng)生成兩種化合物B和D，即可確定A為Fe，E為硝酸，硝酸具有強(qiáng)氧化性，鐵與過量硝酸反應(yīng)生成Fe³⁺，鐵與少量硝酸反應(yīng)生成Fe²⁺，所以B中含F(xiàn)e³⁺，D中含F(xiàn)e²⁺．根據(jù)已知信息，X為含有非極鍵的離子化合物，且1mol X含有38mol電子，非極性鍵是由兩個(gè)相同非金屬原子通過共用電子對(duì)形成的，常見的為-O-O-非極性鍵，氧原子含8個(gè)電子，2個(gè)氧原子共含16個(gè)電子，而X含有38mol電子，還相差22個(gè)電子，可考慮含2個(gè)Na，即得X為Na₂O₂．Na₂O₂具有強(qiáng)氧化性，可把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，根據(jù)題意，向Fe²⁺溶液中加入與Fe²⁺等物質(zhì)的量的Na₂O₂固體，恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)過程可看成Na₂O₂先與水反應(yīng)，生成的NaOH再與Fe²⁺反應(yīng)，生成Fe（OH）₂，最后Fe（OH）₂再被氧化成Fe（OH）₃．

解答：解：（1）①由題意，若A和E為單質(zhì)，組成A單質(zhì)的元素是自然界中形成化合物種類最多的元素，確定A單質(zhì)是碳，碳元素是自然界中形成化合物種類最多的元素．根據(jù)碳的化學(xué)性質(zhì)及框圖中A能和少量E與過量E反應(yīng)生成兩種含碳化合物B和D，可推測(cè)E是氧氣，反應(yīng)為C+O₂（過量）

△   .

CO₂，C+O₂（少量）

△   .

2CO，即得B為CO₂、D為CO．CO₂中碳原子最外層4個(gè)電子，氧原子最外層6個(gè)電子，碳原子分別與兩個(gè)氧原子各形成兩對(duì)共用電子對(duì)，即電子式為，結(jié)構(gòu)式為O═C═O，鍵角180°正電荷重心和負(fù)電荷重心重合，所以為非極性分子，由電子式可知CO₂分子中各原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)．
故答案為：非極性；是；
②CO₂通入NaOH溶液中發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)：CO₂+NaOH（少量）═NaHCO₃、CO₂+2NaOH（過量）═Na₂CO₃+H₂O，
根據(jù)題意，n（NaOH）=4mol/L×0.05L=0.2mol，n（CO₂）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，可見NaOH過量，CO₂全部反應(yīng)掉，
發(fā)生反應(yīng)CO₂+2NaOH（過量）═Na₂CO₃+H₂O．0.05molCO₂消耗0.1molNaOH，生成0.05molNa₂CO₃，溶液中還剩余0.1molNaOH，
所以溶液中溶質(zhì)為0.05molNa₂CO₃、0.1molNaOH，n（Na₂CO₃）：n（NaOH）=1：2，
故答案為：n（Na₂CO₃）：n（NaOH）═1：2；
③4g 碳單質(zhì)，物質(zhì)的量為1/3mol，完全燃燒放出131.2kJ的熱量，則1mol碳單質(zhì)完全燃燒放出131.2kJ×3的熱量，熱化學(xué)方程式為C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.6kJ/mol，
故答案為：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.6kJ/mol；
（2）①若A為第三周期中的元素所形成的氯化物．可能為NaCl、MgCl₂、AlCl₃中的一種，根據(jù)A能和少量E或過量E反應(yīng)生成兩種化合物B和D，即可推斷A為AlCl₃，E為含OH^-的堿，發(fā)生離子反應(yīng)Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，確定出B中含有AlO₂^-，D為Al（OH）₃．則A溶液→B的離子方程式為Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
②A為AlCl₃，B中含有AlO₂^-，在兩溶液中，Al³⁺和AlO₂^-都能發(fā)生水解反應(yīng)，當(dāng)兩溶液混合后，Al³⁺和AlO₂^- 發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)為Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．
故答案為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（3）A為常見的金屬，在E的冷、濃溶液中，A有鈍化現(xiàn)象．能發(fā)生鈍化現(xiàn)象的金屬有Fe和Al，結(jié)合A能和少量E與過量E反應(yīng)生成兩種化合物B和D，即可確定A為Fe，E為硝酸，硝酸具有強(qiáng)氧化性，鐵與過量硝酸反應(yīng)生成Fe³⁺，鐵與少量硝酸反應(yīng)生成Fe²⁺，所以B中含F(xiàn)e³⁺，D中含F(xiàn)e²⁺．根據(jù)已知信息，X為含有非極鍵的離子化合物，且1mol X含有38mol電子，非極性鍵是由兩個(gè)相同非金屬原子通過共用電子對(duì)形成的，常見的為-O-O-非極性鍵，氧原子含8個(gè)電子，2個(gè)氧原子共含16個(gè)電子，而X含有38mol電子，還相差22個(gè)電子，可考慮含2個(gè)Na，即得X為Na₂O₂．Na₂O₂具有強(qiáng)氧化性，可把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，根據(jù)題意，向Fe²⁺溶液中加入與Fe²⁺等物質(zhì)的量的Na₂O₂固體，恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)過程可看成Na₂O₂先與水反應(yīng)，生成的NaOH再與Fe²⁺反應(yīng)，生成Fe（OH）₂，最后Fe（OH）₂再被氧化成Fe（OH）₃，反應(yīng)方程式為2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑、Fe²⁺+2OH^-═Fe（OH）₂↓、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃↓，上述三個(gè)反應(yīng)合并即得總反應(yīng)方程式為4Fe²⁺+4Na₂O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃+O₂↑+8Na⁺．
故答案為：4Fe²⁺+4Na₂O₂+6H₂O=4Fe（OH）₃+O₂↑+8Na⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素化合物的推斷，解題關(guān)鍵是根據(jù)已知信息結(jié)合化合物的性質(zhì)分析、嘗試確定各物質(zhì)，各物質(zhì)確定后抓住化學(xué)性質(zhì)解決問題．本題涉及知識(shí)點(diǎn)較多，難度較大．