Question

8．如圖是一些重要工業(yè)生產的轉化關系（反應條件略去）：請完成下列問題：

（1）若D是單質，且與A屬于同一主族，反應在高溫下進行，則：
①此反應的化學方程式是2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO+Si．
②D單質的一種重要用途是制半導體材料．
（2）若B為黃色固體，D為固體化合物，則該反應為4FeS₂+11O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂
①當有1molC生成時，該反應轉移電子的總數(shù)是3.31×10²⁴．
②將C通入足量的酸性KMnO₄ 溶液中，發(fā)生反應的離子方程式為2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．
（3）若B是一種堿性氣體，D為化合物，則：
①該反應的化學方程式是4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
②B在加熱條件下與CuO反應有Cu生成，該反應的化學方程式為2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O；有人提出產物Cu中可能還含有Cu₂O．已知Cu⁺在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，為驗證Cu₂O是否存在，可取少量反應產物，滴加足量稀硫酸，若溶液由無色變?yōu)樗{色，則證明含有Cu₂O．請寫出發(fā)生反應的化學方程式：Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)常見的置換反應，A、D同主族及工業(yè)制取硅的化學反應分析，是碳還原二氧化硅生成硅和一氧化碳的反應；
（2）若B為黃色固體，D為固體化合物，則該反應為4FeS₂+11O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，
①標注元素化合價變化結合電子守恒計算電子轉移，化學方程式中每生成8molSO₂電子轉移44mol；
②將二氧化硫通入足量的酸性KMnO₄ 溶液中發(fā)生氧化還原反應，生成硫酸；
（3）若B是一種堿性氣體為NH₃，D為化合物為H₂O，是氨氣的催化氧化反應生成一氧化氮和水，根據(jù)工業(yè)氨氣催化氧化制取硝酸分析，
①反應為氨氣的催化氧化生成一氧化氮和水；
②氨氣和氧化銅反應生成銅、氮氣和水，氧化亞銅在稀硫酸溶液中發(fā)生歧化反應生成銅、硫酸銅；

解答 解：（1）D與A同主族，A能置換出D，且該反應是重要反應，則分析元素周期表，可知A是C，D是Si，即2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO+Si，硅單質的一種重要用途是制半導體材料，
故答案為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO+Si；制半導體材料；
（2）若B為黃色固體，D為固體化合物，則該反應為4FeS₂+11O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂
①生成8molSO₂電子轉移44mol，當有1molSO₂生成時，該反應轉移電子的總數(shù)=$\frac{44}{8}$mol×6.02×10²³=3.31×10²⁴，
故答案為：3.31×10²⁴；
②二氧化硫具有還原性，能被高錳酸鉀溶液氧化為硫酸，反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
（3）若B是一種堿性氣體為NH₃，D為化合物為H₂O，是氨氣的催化氧化反應生成一氧化氮和水，
①反應為氨氣的催化氧化反應，氨氣和氧氣反應生成一氧化氮和水，反應的化學方程式為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂ $\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
②B在加熱條件下與CuO反應有Cu生成，氨氣具有還原性和氧化銅發(fā)生氧化還原反應生成氮氣、銅和水，反應的化學方程式為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O，已知Cu⁺在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，為驗證Cu₂O是否存在，可取少量反應產物，滴加足量稀硫酸，若溶液由無色變?yōu)樗{色，說明氧化亞銅在酸溶液中發(fā)生歧化反應生成銅和硫酸銅，則證明含有Cu₂O，反應的化學方程式為：Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O，
故答案為：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂↑+3H₂O，Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O；

點評 本題是中學工業(yè)生成的合成題目，綜合性強，難度大，需要具有非常扎實的基礎知識和靈活運用知識的能力，因此要能熟練地解答此類題目，平時學習時要多總結，多積累．