Question

8．甲、乙、丙均是常見元素構成的化合物．已知甲、乙、丙均不含結晶水，含化合物甲的礦物是工業(yè)上電解法冶煉某種常見金屬單質的原料，經檢測甲是一種高熔點化合物，能溶于強酸、強堿溶液；化合物乙是光導纖維的主要成分；化合物丙為一種呈深藍色的堿式鹽，將34.6g丙隔絕空氣加熱分解生成24g黑色固體X、無色酸性氣體Y（標準狀況下，密度為1.96g/L）和水．生成的Y折合成標準狀況下的體積為4.48L．固體X難溶于水，能溶于硫酸，形成藍色溶液．請回答下列問題：
（1）寫出氣體Y的電子式，Y可形成分子晶體．過量的Y與氫氧化鈉反應后的丁溶液與甲和氫氧化鈉反應后的戊溶液發(fā)生的離子反應為HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O=Al（OH）₃↓+CO₃^2-．
（2）化合物丙的化學式2CuCO₃•Cu（OH）₂．
（3）工業(yè)上電解化合物甲制取金屬單質的正極反應式為2O^2-+4e^-=O₂ ↑．另外，工業(yè)上常用甲與焦炭、氯氣共熱生成化合物丁和CO，而丁僅由兩種元素組成，請寫出該反應的化學方程式并標出電子轉移的方向和數目．
（4）乙溶于氫氟酸后生成一種極強的二元酸和水．經分析該酸由3種元素組成，其中氟元素的質量分數為79.17%．請寫出乙溶于氫氟酸的離子方程式SiO₂+6HF=2H⁺+SiF₆^2-+2H₂O．
（5）將固體X溶于適量的硫酸，往所得溶液中滴加NaOH濃溶液時，先出現藍色絮狀沉淀，繼續(xù)滴加NaOH濃溶液并不斷振蕩，則沉淀消失形成藍色溶液．綜合以上信息可以說明藍色絮狀沉淀物具有兩性（填化學性質）．

Answer 1

分析 含化合物甲的礦物是工業(yè)上電解法冶煉某種常見金屬單質的原料，經檢測甲是一種高熔點化合物，能溶于強酸、強堿溶液，結合物質含有的元素，甲為Al₂O₃；化合物乙是光導纖維的主要成分，乙為SiO₂；化合物丙為一種呈深藍色的堿式鹽，丙含有Cu元素，將34.6g丙隔絕空氣加熱分解生成24g黑色固體X、無色酸性氣體Y（標準狀況下，密度為1.96g/L）和水，Y的摩爾質量為1.96g/L×22.4L/mol=44g/mol，考慮Y為CO₂，固體X難溶于水，能溶于硫酸，形成藍色溶液，為硫酸銅溶液，故X為CuO，即丙為堿式碳酸銅，生成的CO₂折合成標準狀況下的體積為4.48L，物質的量為$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根據碳元素守恒可知CuCO₃為0.2mol，24gCuO的物質的量為$\frac{24g}{80g/mol}$=0.3mol，根據銅元素守恒Cu（OH）₂為0.3mol-0.2mol=0.1mol，故堿式碳酸銅中n（CuCO₃）：n[Cu（OH）₂]=0.2mol：0.1mol=2：1，故該堿式碳酸銅化學式為2CuCO₃•Cu（OH）₂，據此解答．

解答 解：含化合物甲的礦物是工業(yè)上電解法冶煉某種常見金屬單質的原料，經檢測甲是一種高熔點化合物，能溶于強酸、強堿溶液，結合物質含有的元素，甲為Al₂O₃；化合物乙是光導纖維的主要成分，乙為SiO₂；化合物丙為一種呈深藍色的堿式鹽，丙含有Cu元素，將34.6g丙隔絕空氣加熱分解生成24g黑色固體X、無色酸性氣體Y（標準狀況下，密度為1.96g/L）和水，Y的摩爾質量為1.96g/L×22.4L/mol=44g/mol，考慮Y為CO₂，固體X難溶于水，能溶于硫酸，形成藍色溶液，為硫酸銅溶液，故X為CuO，即丙為堿式碳酸銅，生成的CO₂折合成標準狀況下的體積為4.48L，物質的量為$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根據碳元素守恒可知CuCO₃為0.2mol，24gCuO的物質的量為$\frac{24g}{80g/mol}$=0.3mol，根據銅元素守恒Cu（OH）₂為0.3mol-0.2mol=0.1mol，故堿式碳酸銅中n（CuCO₃）：n[Cu（OH）₂]=0.2mol：0.1mol=2：1，故該堿式碳酸銅化學式為2CuCO₃•Cu（OH）₂．
（1）氣體Y為CO₂，電子式為，可以形成分子晶體，過量的Y與氫氧化鈉反應后的丁溶液為碳酸氫鈉溶液，甲和氫氧化鈉反應后的戊溶液為偏鋁酸鈉溶液，二者發(fā)生的離子反應為：HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O=Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案為：；分子晶體；HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O=Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（2）化合物丙的化學式2CuCO₃•Cu（OH）₂，
故答案為：2CuCO₃•Cu（OH）₂；
（3）工業(yè)上電解熔融氧化鋁冶煉Al，正極發(fā)生還原反應，正極反應式為2O^2-+4e^-=O₂↑．工業(yè)上常用Al₂O₃與焦炭、氯氣共熱生成化合物丁和CO，而丁僅由兩種元素組成，由元素守恒可知丁為AlCl₃，反應方程式為Al₂O₃+3C+3Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃，C元素化合價由0價升高為+2，失去電子數為6，氯元素化合價由0價降低為-1價，獲得電子數目為6，標出電子轉移的方向和數目為：；
故答案為：2O^2-+4e^-=O₂ ↑；；
（4）SiO₂溶于氫氟酸后生成一種極強的二元酸和水，該酸由3種元素組成，其中氟元素的質量分數為79.17%，分子中H原子數目為2，令該酸的化學式為：H₂Si_xF_y，根據化合價代數和為0可知2+4x-y=0，由氟元素質量分數有$\frac{19y}{2+28x+19y}$=79.17%，聯立解得x=1，y=6，故該酸為H₂SiF₆，故SiO₂溶于氫氟酸的離子反應方程式為：SiO₂+6HF=2H⁺+SiF₆^2-+2H₂O；
故答案為：SiO₂+6HF=2H⁺+SiF₆^2-+2H₂O；
（5）將固體CuO溶于適量的硫酸，往所得溶液中滴加NaOH濃溶液時，先出現藍色絮狀沉淀，為Cu（OH）₂，繼續(xù)滴加NaOH濃溶液并不斷振蕩，則沉淀消失形成藍色溶液，說明Cu（OH）₂具有酸性，由于氫氧化銅屬于堿，可以說明Cu（OH）₂具有兩性，
故答案為：兩性．

點評 本題考查無機物推斷，涉及元素單質及化合物性質推斷、化學計算推斷，難度較大，是對所學知識的綜合運用，旨在考查學生的推理思維能力．