Question

甲、乙、丙、丁四種單質(zhì)在點燃條件下反應(yīng)，可分別生成X、Y、Z、W四種化合物，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下所示。已知：①甲、乙、丙為短周期元素的單質(zhì)，通常狀況下為氣體；丁是生活中常見金屬。②通常狀況下，X是無色液體，Y是黑色晶體。③丙在乙中燃燒發(fā)出蒼白色火焰。

（1）丁與X反應(yīng)的化學方程式為___________________________________；紅熱的丁和乙反應(yīng)的現(xiàn)象為___________________________________。

（2）常溫下，若Z、W兩溶液的pH均等于5，則由水電離出的H⁺的物質(zhì)的量濃度前者與后者的比值為______________________。

（3）將少量W的飽和溶液滴入沸騰的X中，得到紅褐色液體，反應(yīng)的離子方程式為__________________，此液體具有的性質(zhì)是__________________（填字母）。

a.光束通過該液體時形成光亮的“通路”

b.插入電極通過直流電后，有一極附近液體顏色加深

c.向該液體中加入硝酸銀溶液，無沉淀產(chǎn)生

d.將該液體加熱、蒸干、灼燒后，有氧化物生成

Answer 1

（1）3Fe+4H₂O(g) Fe₃O₄+4H₂(條件寫“高溫”也可)  鐵在氯氣中燃燒，生成棕黃色煙  （2）10^-4∶1（或1∶10⁴）

（3）Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃（膠體）+3H⁺    a、b、d

解析：由甲和丙反應(yīng)生成的X在通常條件下為無色液體，這樣的無色液體有H₂O和乙醇等。另外，框圖中的金屬丁與短周期元素的單質(zhì)甲能在點燃條件下反應(yīng)，甲只能是O₂和Cl₂中的某一種。經(jīng)試探，可確定甲為O₂合理，則丙為H₂，X為H₂O。由丙(H₂)在乙中燃燒發(fā)出蒼白色火焰，可確定乙為Cl₂，則丙與乙反應(yīng)生成的Z為HCl。非短周期元素形成的生活中常見的金屬丁可能是Fe、Cu、Zn、Pb等金屬中的某一種，據(jù)其能與乙(Cl₂)反應(yīng)且與甲(O₂)反應(yīng)生成的Y是黑色晶體，可確定丁是金屬Fe，則Y是Fe₃O₄，W是FeCl₃。(2)問中，Z(HCl)溶液中的H⁺主要來自酸的電離，而OH^-全部來自水的電離，［H⁺］_總·［OH^-］_水=［H⁺］_總·［H⁺］_水=10^-pH［H⁺］_水=10^-14，得［H⁺］_水=10^-9mol·L^-1。W(FeCl₃)溶液中的H⁺全部來自水的電離，［H⁺］_水=10^-pH mol·L^-1=10^-5 mol·L^-1。所以，兩溶液中由水電離出來的H⁺濃度之比為10^-9∶10^-5=10^-4∶1。