Question

A、B、C是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物，且各由兩種元素組成；甲、乙、丙是三種常見(jiàn)的單質(zhì)；這些化合物和單質(zhì)間存在如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系（這些轉(zhuǎn)化關(guān)系都不需要使用催化劑），回答下列問(wèn)題：
（1）若甲在轉(zhuǎn)化中為還原劑，是常見(jiàn)金屬，乙是常見(jiàn)非金屬因態(tài)單質(zhì)，且甲、乙、丙都由短周期元素組成，則A的結(jié)構(gòu)式是______；B的電子式是______；A與甲反應(yīng)的化學(xué)方程式是______．
（2）若甲在轉(zhuǎn)化中為氧化劑，是常見(jiàn)的非金屬氣態(tài)單質(zhì)，丙是常見(jiàn)金屬，甲、乙、丙中只有甲由短周期元素組成，乙與甲同主族，與丙同周期，乙也有強(qiáng)氧化性，通常條件下都在溶液中進(jìn)行反應(yīng)，則：
①A與乙反應(yīng)的離子方程式為：______
②C與丙反應(yīng)的離子方程式為：______
③當(dāng)A與甲的物質(zhì)的量之比為2：3時(shí)，A與甲恰好完全反應(yīng)，且符合圖1所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，則反應(yīng)的離子方程式為：______．

Answer 1

解：
（1）因甲在轉(zhuǎn)化中為還原劑，是常見(jiàn)金屬，乙是常見(jiàn)非金屬固態(tài)單質(zhì)，且甲、乙、丙都由短周期元素組成，符合此條件的是鎂（甲）與二氧化碳（A）發(fā)生反應(yīng)生成氧化鎂（B）和碳單質(zhì)（乙），碳在足量氧氣中燃燒生成二氧化碳，在不足量氧氣中燃燒生成一氧化碳（C），二氧化碳和碳可化合為一氧化碳．故A為二氧化碳，結(jié)構(gòu)式為：O=C=O，
B為氧化鎂，電子式為：
Mg²⁺，二氧化碳與鎂反應(yīng)的方程式為：2Mg+CO₂2MgO+C，
故答案為：O=C=O；Mg²⁺；2Mg+CO₂2MgO+C；
（2）甲是“非金屬”“氣態(tài)”“單質(zhì)”，符合這一條件的只有H₂、N₂、O₂、F₂、Cl₂（稀有氣體除外），其中的H₂是還原性氣體，與題中所說(shuō)的強(qiáng)氧化性不符，再對(duì)余下的4種氣體進(jìn)行驗(yàn)證．題目隱含有兩條信息：一是第（2）小題，甲、乙、丙中只有甲由短周期元素組成，言外之意，乙和丙都不是由短周期元素組成，進(jìn)一步推理：乙、丙可能由第4、5 周期元素組成，中學(xué)常見(jiàn)的元素有Fe、Cu、K、Ca、Br、I等．二是由框圖中“加入過(guò)量丙”和“加入不足量丙”暗示：乙和丙的反應(yīng)一定是一個(gè)多步反應(yīng)，隨著反應(yīng)物量的比例變化，產(chǎn)物發(fā)生變化．結(jié)合鐵元素有可變化合價(jià)，從而可得出所有物質(zhì)組成．
A是FeBr₂，B是FeCl₃，C是FeBr₃，甲是Cl₂，乙是Br₂，丙是Fe．
①FeBr₂中Fe²⁺具有還原性，可被Br₂氧化為Fe²⁺，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；故答案為：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；
②C是FeBr₃，丙是Fe，F(xiàn)e把FeBr₃的鐵還原為亞鐵離子，反應(yīng)方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
③A是FeBr₂，甲是Cl₂，按A與甲的物質(zhì)的量之比為2：3，氯氣把溴化亞鐵恰好完全氧化，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeBr₂+3Cl₂=2FeCl₃+Br₂，
離子方程式為：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2Br₂+6Cl^-，故答案為：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2Br₂+6Cl^-．
分析：A（化合物）+甲（單質(zhì)）→B（化合物）+乙（單質(zhì)），這是一個(gè)置換反應(yīng)，對(duì)中學(xué)見(jiàn)到過(guò)的置換反應(yīng)進(jìn)行“掃描”，可以聯(lián)系許多知識(shí)，能起到系統(tǒng)歸納、綜合概括的作用．在（2）小問(wèn)中，甲是“非金屬”“氣態(tài)”“單質(zhì)”，符合這一條件的只有H₂、N₂、O₂、F₂、Cl₂（稀有氣體除外），其中的H₂是還原性氣體，與題中所說(shuō)的強(qiáng)氧化性不符，再對(duì)余下的4種氣體進(jìn)行驗(yàn)證．題目隱含有兩條信息：一是第（2）小題，甲、乙、丙中只有甲由短周期元素組成，言外之意，乙和丙都不是由短周期元素組成，進(jìn)一步推理：乙、丙可能由第4、5 周期元素組成，中學(xué)常見(jiàn)的元素有Fe、Cu、K、Ca、Br、I等．二是由框圖中“加入過(guò)量丙”和“加入不足量丙”暗示：乙和丙的反應(yīng)一定是一個(gè)多步反應(yīng)，隨著反應(yīng)物量的比例變化，產(chǎn)物發(fā)生變化．結(jié)合鐵元素有可變化合價(jià)，從而可得出所有物質(zhì)組成．A是FeBr₂，B是FeCl₃，C是FeBr₃，甲是Cl₂，
乙是Br₂，丙是Fe．
點(diǎn)評(píng)：本題對(duì)重要的元素及其化合物進(jìn)行了考查，框圖推斷題一直是高考中的一種重要題型，試題綜合性強(qiáng)，具有一定難度．
本題還對(duì)鐵元素的可變價(jià)態(tài)進(jìn)行了比較隱蔽地考查．要正確作答，需要扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和較強(qiáng)的推理能力，本題是道考查推理能力的好題．
本題易錯(cuò)點(diǎn)：推出乙是碘，因?yàn)榈馀c鐵反應(yīng)只能生成碘化亞鐵，碘與鐵反應(yīng)，無(wú)論鐵的量是不足還是過(guò)量，產(chǎn)物只有一種，所以乙不能是碘．