Question

2．已知A、B、C、D、E、X存在圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分生成物和反應(yīng)條件略）．

（1）若E為非金屬氧化物，則A與水反應(yīng)的化學(xué)方程式3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
①當(dāng)X是堿性溶液，C分子中有22個(gè)電子時(shí)，表示X溶液呈堿性的離子方程式為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，用結(jié)構(gòu)式表示C分子：O=C=O．
②當(dāng)X為金屬單質(zhì)時(shí)，則X與B的稀溶液反應(yīng)生成C的離子反應(yīng)方程式為Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（2）若E為常見單質(zhì)氣體，D為白色膠狀沉淀，A的化學(xué)式可能是Na或Na₂O₂，B中含有的化學(xué)鍵類型為離子鍵和極性共價(jià)鍵，C與X反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．
（3）若B為單質(zhì)氣體，D可與水蒸氣在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)生成C和一種可燃性氣體單質(zhì)，則該可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）．t℃時(shí)，在密閉恒容的某容器中投入等物質(zhì)的量的D和水蒸氣，一段時(shí)間后達(dá)到平衡，該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1，則D的轉(zhuǎn)化率為50%．

Answer 1

分析 （1）A在常溫下與水反應(yīng)生成非金屬氧化物E，因此符合條件的是NO₂溶于水；
①B是硝酸，當(dāng)X是堿性溶液，C分子中有22個(gè)電子，這說明C是CO₂，因此X是碳酸鹽；
②B是硝酸，X為金屬單質(zhì)，且X能與C繼續(xù)反應(yīng)，說明X應(yīng)該是變價(jià)金屬，所以X是鐵，C為硝酸鐵；
（2）若E為常見單質(zhì)氣體，D為白色膠狀沉淀，則D是氫氧化鋁，由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，則符合條件的是B是堿，X是鋁鹽，C是偏鋁酸鹽，所以A是鈉或過氧化鈉，與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣或氫氧化鈉與氧氣；
（3）若B為單質(zhì)氣體，D可與水蒸氣在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)生成C和一種可燃性氣體單質(zhì)，則可推知A為Na₂O₂，B為O₂，氧氣與碳反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳與碳反應(yīng)生成 一氧化碳，一氧化碳與水反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，氫氣可燃，所以X為C，C為CO₂，D為CO，則E為Na₂CO₃，根據(jù)反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）中，K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}O）}$，利用三段式可計(jì)算出D的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）A在常溫下與水反應(yīng)生成非金屬氧化物E，因此符合條件的是NO₂溶于水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
①B是硝酸，當(dāng)X是堿性溶液，C分子中有22個(gè)電子，這說明C是CO₂，因此X是碳酸鹽，CO₃^2-水解溶液顯堿性，所以表示X溶液呈堿性的離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，CO₂是由碳氧雙鍵構(gòu)成的共價(jià)化合物，所以CO₂的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；O=C=O；
②B是硝酸，X為金屬單質(zhì)，且X能與C繼續(xù)反應(yīng)．這說明X應(yīng)該是變價(jià)金屬，所以X是鐵．則X與B的稀溶液反應(yīng)生成C的離子反應(yīng)方程式為Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案為：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（2）若E為常見單質(zhì)氣體，D為白色膠狀沉淀，則D是氫氧化鋁．由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，則符合條件的是B是堿，X是鋁鹽，C是偏鋁酸鹽．所以A是鈉或過氧化鈉，與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣或氫氧化鈉與氧氣，因此A的化學(xué)式可能是Na 或Na₂O₂，B為氫氧化鈉，氫氧化鈉中含有的化學(xué)鍵類型為離子鍵和極性鍵，C與X反應(yīng)的離子方程式為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：Na或Na₂O₂；離子鍵和極性共價(jià)鍵；Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
（3）若B為單質(zhì)氣體，D可與水蒸氣在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)生成C和一種可燃性氣體單質(zhì)，則可推知A為Na₂O₂，B為O₂，氧氣與碳反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳與碳反應(yīng)生成 一氧化碳，一氧化碳與水反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，氫氣可燃，所以X為C，C為CO₂，D為CO，則E為Na₂CO₃，可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），設(shè)起始物質(zhì)的濃度為a mol/L，轉(zhuǎn)化的CO的濃度為xmol/L，
      根據(jù)反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
 起始（mol/L）  a             a                 0              0
轉(zhuǎn)化（mol/L）  x              x                 x              x
平衡（mol/L）a-x           a-x                x              x         
K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{H}_{2}）}{c（CO）c（{H}_{2}O）}$=$\frac{{x}^{2}}{（a-x）^{2}}$=1，所以x=$\frac{1}{2}$a，則CO的轉(zhuǎn)化率為$\frac{\frac{1}{2}a}{a}$×100%=50%，
故答案為：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）；50%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物的推斷，涉及鈉元素單質(zhì)化合物性質(zhì)，物質(zhì)的焰色反應(yīng)為推斷突破口，旨在考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，需要學(xué)生熟練掌握元素化合物知識(shí)，難度中等．