Question

18．甲、乙、丙是常見的三種物質(zhì)，它們之間有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系．根據(jù)要求回答問題：
Ⅰ．已知：甲是常見單質(zhì)，丙為氫氣．
（1）若乙為氧化物且有磁性，則乙發(fā)生鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe．
（2）若甲為碳，則產(chǎn)物乙、丙可合成甲醇．
①已知：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+206.0kJ•mol^-1
CH₄（g）+H₂O（g）?CH₃OH（g）+H₂（g）△H=+77.0kJ•mol^-1
寫出氣體乙與氣體丙反應(yīng)生成CH₃OH（g）的熱化學(xué)方程式：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-129.0kJ•mol^-1．
②乙和丙合成甲醇的反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）如下表．則T₁＜ T₂（填“＞”“＜”、“=”）．

溫度/℃	T1	T2
K	2.041	0.012

③乙可做某堿性燃料電池的燃料，該電池的負(fù)極反應(yīng)式為CO-2e^-+4OH^-=CO₃^2-+2H₂O．
Ⅱ．已知：甲是由兩種短周期元素組成的化合物，丙的水溶液顯堿性．
（3）若構(gòu)成甲的陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為2：3，丙是氣體．則構(gòu)成甲的陰、陽(yáng)離子半徑大小關(guān)系為N^3-＞Mg²⁺（用具體的微粒表示）．
（4）若乙是O₂，則甲的一種重要用途是供氧劑或漂白劑；產(chǎn)物丙與Cl₂按2：1（物質(zhì)的量）反應(yīng)得到丁溶液，丁溶液中陰離子濃度從大到小的順序是c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞C（OH^-）．

Answer 1

分析 Ⅰ甲、乙、丙是常見的三種物質(zhì)，甲是常見單質(zhì)，丙為氫氣，
（1）若乙為氧化物且有磁性，則甲為鐵，乙為四氧化三鐵；
（2）若甲為碳，產(chǎn)物乙、丙可合成甲醇，則乙為一氧化碳，根據(jù)蓋斯定律確定熱化學(xué)方程式，根據(jù)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系判斷反應(yīng)中的熱效應(yīng)，根據(jù)原電池原理寫負(fù)極反應(yīng)式；
Ⅱ甲是由兩種短周期元素組成的化合物，丙的水溶液顯堿性，
（3）若構(gòu)成甲的陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為2：3，丙是氣，則甲為氮化鎂，丙為氨氣，乙為氫氧化鎂；
（4）若乙是O₂，則甲為過(guò)氧化鈉，丙為氫氧化鈉，氫氧化鈉與氯氣按2：1反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉溶液．

解答 解：Ⅰ甲、乙、丙是常見的三種物質(zhì)，甲是常見單質(zhì)，丙為氫氣，
（1）若乙為氧化物且有磁性，則甲為鐵，乙為四氧化三鐵，則乙發(fā)生鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe，
故答案為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；
（2）若甲為碳，產(chǎn)物乙、丙可合成甲醇，則乙為一氧化碳，
①根據(jù)①CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+206.0kJ•mol^-1；②CH₄（g）+H₂O（g）?CH₃OH（g）+H₂（g）△H=+77.0kJ•mol^-1，利用蓋斯定律可知，用②-①得合成甲醇的熱化學(xué)方程式為CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=+77.0kJ•mol^-1-206.0kJ•mol^-1=-129.0kJ•mol^-1，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-129.0kJ•mol^-1；
②根據(jù)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系可知，由于上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，因?yàn)镵₁＞K₂，所以T₁＜T₂，
故答案為：＜；
③一氧化碳做某堿性燃料電池的燃料，則CO作還原劑在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)原電池原理負(fù)極反應(yīng)式為CO-2e^-+4OH^-=CO₃^2-+2H₂O，
故答案為：CO-2e^-+4OH^-=CO₃^2-+2H₂O；
Ⅱ甲是由兩種短周期元素組成的化合物，丙的水溶液顯堿性，
（3）若構(gòu)成甲的陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為2：3，丙是氣，則甲為氮化鎂，丙為氨氣，乙為氫氧化鎂，構(gòu)成甲的陰、陽(yáng)離子半徑大小關(guān)系為N^3-＞Mg²⁺，
故答案為：N^3-＞Mg²⁺；
（4）若乙是O₂，則甲為過(guò)氧化鈉，可作為供氧劑或漂白劑，丙為氫氧化鈉，氫氧化鈉與氯氣按2：1反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉溶液，該溶液中陰離子濃度從大到小的順序是c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞C（OH^-），
故答案為：供氧劑或漂白劑；c（Cl^-）＞c（ClO^-）＞C（OH^-）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，題目難度中等，本題注意根據(jù)物質(zhì)的特性為突破口，根據(jù)各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行推斷，學(xué)習(xí)中注重相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累．