Question

甲、乙、丙三種物質在一定條件下存在如下轉化關系（反應中部分產物已略去）：
．
回答下列問題：
（1）若乙為乙醇，金屬A的組成元素是短周期主族元素中原子半徑最大的元素，反應①的化學方程式為

 

．丙的結構簡式可能是

 

．
（2）若乙為單質，其原子中最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，A為鉀，B與A同主族，用pH試紙測定甲溶液和丙溶液的酸堿性，試紙分別呈藍色和紅色．
①寫出A的組成元素在周期表中的位置

 

．
②丙溶液使pH試紙變紅色的原因是（用離子方程式表示）

 

．
③甲溶液中各種陰離子濃度由大到小的順序為

 

．
（3）若甲是磁性氧化鐵，乙是水，B為碳，丙是水煤氣．
①已知相同條件下當1摩氣態(tài)水參加反應時，反應①的焓變△H=+a kJ?mol^-1，反應②的焓變△H=+b kJ?mol^-1，則相同條件下Fe₃O₄固體與固態(tài)碳反應生成固態(tài)Fe和氣態(tài)CO的熱化學方程式為

 

．
②密閉容器中反應Fe₃O₄（s）+4CO（g）═3Fe（s）+4CO₂（g）為可逆反應，該反應的平衡常數(shù)表達式為

 

，某溫度下該反應K=8.1×10^-3，該溫度下在密閉容器中加入1.0mol Fe₃O₄ 和5.2mol CO，平衡時CO的轉化率為

 

．
③一定條件下，氧化鐵可以轉化為磁性氧化鐵，反應中，氧化鐵發(fā)生

 

反應（填“氧化”或“還原”）．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：（1）若乙為乙醇，金屬A的組成元素是短周期主族元素中原子半徑最大的元素為Na，乙醇在非金屬單質B中反應可能是燃燒生成二氧化碳或一氧化碳，催化氧化生成乙醛，最后生成乙酸；
（2）若乙為單質，其原子中最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，判斷乙為C或S，A為鉀，乙和甲反應生成甲為K₂S，所以推斷乙為S，B與A同主族，用pH試紙測定甲溶液和丙溶液的酸堿性，試紙分別呈藍色說明是呈堿性，硫離子水解顯堿性，乙和非金屬單質B反應生成的丙溶液呈紅色說明是酸性溶液，推斷為H₂S，B為H₂；
①題干信息可知，A為K，A的組成元素在周期表中的位置第四周期第ⅠA族；
②丙為H₂S，溶液使pH試紙變紅色的原因是硫化氫水溶液中存在電離平衡電離出氫離子
③甲溶液為Na₂S的溶液，溶液中硫離子分步水解顯堿性^-；
（3）若甲是磁性氧化鐵，乙是水，則金屬A為Fe，B為碳，丙是水煤氣為H₂、CO；
①依據(jù)題干書寫熱化學方程式，結合蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
②平衡常數(shù)是利用生成物平衡濃度冪次方乘積，除以反應物冪次方乘積得到；依據(jù)平衡三段式列式計算轉化率=

消耗量

起始量

×100%；
③元素化合價從+3價變化為+2價，元素化合價降低，做氧化劑被還原發(fā)生還原反應．

解答： 解：（1）若乙為乙醇，金屬A的組成元素是短周期主族元素中原子半徑最大的元素為Na，反應的化學方程式為：2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑；乙醇在非金屬單質B中反應可能是燃燒生成二氧化碳或一氧化碳，催化氧化生成乙醛，最后生成乙酸；
故答案為：2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑；CO或CO₂或CH₃CHO或CH₃COOH；
（2）若乙為單質，其原子中最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，判斷乙為C或S，A為鉀，乙和甲反應生成甲為K₂S，所以推斷乙為S，B與A同主族，用pH試紙測定甲溶液和丙溶液的酸堿性，試紙分別呈藍色說明是呈堿性，硫離子水解顯堿性，乙和非金屬單質B反應生成的丙溶液呈紅色說明是酸性溶液，推斷為H₂S，B為H₂；
①題干信息可知，A為K，A的組成元素在周期表中的位置第四周期第ⅠA族；
故答案為：第四周期第ⅠA族；
②丙為H₂S，溶液使pH試紙變紅色的原因是硫化氫水溶液中存在電離平衡電離出氫離子，H₂S?H⁺+HS^-；
故答案為：H₂S?H⁺+HS^-；
③甲溶液為Na₂S的溶液，溶液中各種陰離子濃度由大到小的順序為：S^2-＞OH^-＞HS^-；
故答案為：S^2-＞OH^-＞HS^-；
（3）①已知相同條件下當1摩氣態(tài)水參加反應時，反應①的焓變△H=+a kJ?mol^-1，反應的熱化學方程式為：3Fe（s）+4H₂O（g）=Fe₃O₄（s）+4H₂，△H=+aKJ/mol；反應②的焓變△H=+b kJ?mol^-1，熱化學方程式為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H═+b kJ?mol^-1；則依據(jù)蓋斯定律計算，②×4-①得到相同條件下Fe₃O₄固體與固態(tài)碳反應生成固態(tài)Fe和氣態(tài)CO的熱化學方程式為：Fe₃O₄（s）+4C（s）=3Fe（s）+4CO（g）△H=（4b-a）KJ/mol；
故答案為：Fe₃O₄（s）+4C（s）=3Fe（s）+4CO（g）△H=（4b-a）KJ/mol；
②密閉容器中反應Fe₃O₄（s）+4CO（g）═3Fe（s）+4CO₂（g）為可逆反應，反應的平衡常數(shù)K=

c4(CO2)

c4(CO)

；某溫度下該反應K=8.1×10^-3，該溫度下在密閉容器中加入1.0mol Fe₃O₄ 和5.2mol CO，依據(jù)平衡三段式列式得到，設消耗一氧化碳物質的量為x；
                Fe₃O₄（s）+4CO（g）═3Fe（s）+4CO₂（g）
起始量（mol）   1.0        5.2mol     0        0
變化量（mol）               x                  x
平衡量（mol）            5.2-x                  x

x4

(5.2-x)4

=8.1×10^-3；
x=1.2mol
平衡時CO的轉化率=

1.2mol

5.2mol

×100%=23.1%；
故答案為：23.1%；
③氧化鐵可以轉化為磁性氧化鐵，鐵元素化合價降低，說明做氧化劑被 還原發(fā)生還原反應；
故答案為：還原．

點評：本題考查了物質轉化關系和物質性質的分析判斷，掌握物質性質和推斷反應現(xiàn)象、特征反應和現(xiàn)象是解題關鍵，題目難度中等．