Question

下表是元素周期表的一部分，A、B、C、D、E、X是下表中給出元素組成的常見(jiàn)單質(zhì)或化合物．

已知A、B、C、D、E、X存在如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分生成物和反應(yīng)條件略去）

（1）若E為單質(zhì)氣體，D為白色沉淀，A的化學(xué)式可能是

Na、Na₂O₂

，C與X反應(yīng)的離子方程式為

3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O═4Al（OH）₃↓

．
（2）若E為氧化物，則A與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO

．
①當(dāng)X是堿性鹽溶液，C分子中有22個(gè)電子時(shí)，則C的結(jié)構(gòu)式為

O=C=O

，表示X呈堿性的離子方程式為

CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，

．
②當(dāng)X為金屬單質(zhì)時(shí)，X與B的稀溶液反應(yīng)生成C的離子方程式為

3Fe+8H⁺+2NO₃^-═2Fe³⁺+2NO↑+4H₂O

．
（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)，寫(xiě)出該可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式

CO+H₂O

高溫

CO₂+H₂

．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)的平衡常數(shù)K=1，D的轉(zhuǎn)化率為

50%

．

Answer 1

分析：根據(jù)元素在周期表中的位置可判斷元素的種類，①為H元素，②為Na元素，③為Al元素，④為C元素，⑤為N元素，⑥為O元素，⑦為Cl元素．
（1）根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系以及元素種類可知，若E為單質(zhì)氣體，則E為氫氣或氧氣，A為Na或Na₂O₂等，B為NaOH，D為白色沉淀，D為Al（OH）₃，由B

X

C

X

D，可以推知X為鋁鹽，C為偏鋁酸鹽．
（2）若E為氧化物，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系以及元素種類可知，則A為NO₂，B為硝酸．
①硝酸與碳酸鹽反應(yīng)生成22個(gè)電子的二氧化碳分子，碳酸根水解使X溶液呈堿性．
②X為金屬單質(zhì)時(shí)，由轉(zhuǎn)化圖可知，應(yīng)為Fe與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵．
（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A為Na₂O₂，B為O₂，X為C；令開(kāi)始CO的物質(zhì)的量為nmol，CO轉(zhuǎn)化率為x，表示出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，反應(yīng)混合氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)都是1，用物質(zhì)的量代替濃度，代入平衡常數(shù)計(jì)算．

解答：解：根據(jù)元素在周期表中的位置可判斷元素的種類，①為H元素，②為Na元素，③為Al元素，④為C元素，⑤為N元素，⑥為O元素，⑦為Cl元素．
（1）根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系以及元素種類，若E為單質(zhì)氣體，則E為氫氣或氧氣，A為Na或Na₂O₂等，B為NaOH，D為白色沉淀，D為Al（OH）₃，由B

X

C

X

D，可以推知X為鋁鹽，C為偏鋁酸鹽，C與X反應(yīng)的離子反應(yīng)為3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O═4Al（OH）₃↓．
故答案為：Na、Na₂O₂等；3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O═4Al（OH）₃↓．
（2）若E為氧化物，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系以及元素種類可知，則A為NO₂，B為硝酸，NO₂與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，其反應(yīng)為3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
故答案為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
①X為碳酸鹽，硝酸與碳酸鹽反應(yīng)生成二氧化碳，碳原子與氧原子之間形成2對(duì)共用電子對(duì)，結(jié)構(gòu)式為O=C=O；
CO₃^2-水解離子CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-使X液呈堿性．
故答案為：O=C=O；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
②X為金屬單質(zhì)時(shí)，由轉(zhuǎn)化圖可知，應(yīng)為Fe與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵，X與B的稀溶液反應(yīng)生成C的離子方程式為3Fe+8H⁺+2NO₃^-═2Fe³⁺+2NO↑+4H₂O．
故答案為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-═2Fe³⁺+2NO↑+4H₂O．
（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A為Na₂O₂，B為O₂，X為C，D為CO，CO與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，該反應(yīng)為CO+H₂O

高溫

CO₂+H₂；
令開(kāi)始CO的物質(zhì)的量為nmol，CO轉(zhuǎn)化率為x，則：
              CO+H₂O?CO₂+H₂；
開(kāi)始（mol）：n  n               0   0         
變化（mol）：nx   nx            nx    nx        
平衡（mol）：n（1-x） n（1-x）       nx    nx           
反應(yīng)混合氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)都是1，用物質(zhì)的量代替濃度，代入平衡常數(shù)有：

nx×nx

n(1-x)×n(1-x)

=1，解得x=50%．
故答案為：CO+H₂O

高溫

CO₂+H₂；50%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查元素周期表和元素周期律、無(wú)機(jī)物的推斷、常用化學(xué)用語(yǔ)、化學(xué)平衡計(jì)算等，熟悉物質(zhì)的性質(zhì)、進(jìn)行物質(zhì)推斷是解答本題的關(guān)鍵，難度較大．需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)和綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．