Question

A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件及部分产物均未列出）．
（1）若A、D、E是短周期的非金属单质，且 A、D所含元素同主族，A、E含元素同周期，已知D单质在电子工业中有重要作用，则D的原子结构示意图为

 

；F的分子构型为

 

；反应①的化学方程式为

 

．
（2）若A、D为常见金属单质，且加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，写出反应③的化学方程式

 

；足量的A与B溶液充分反应后，生成物C中金属阳离子的检验方法为

 

；若以惰性电极电解B的水溶液，当阴极增重9.6g时，阳极生成气体在标准状况下的体积为

 

，写出电解B的水溶液的离子方程式

 

．
（3）配平下列反应方程式，并标明电子转移方向和数目：

 

KMnO₄+

 

H₂O₂+

 

 H₂SO₄=

 

K₂SO₄+

 

MnSO₄+

 

O₂↑+

 

H₂O．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：（1）由转化关系可知A和B的反应为置换反应，且A、D所含元素同主族，D单质在电子工业中有重要作用，D应为Si，A为C，则B为SiO₂，C为CO，E为O₂，F为CO₂；
（2）A、D为常见金属单质，可知A和B的反应为置换反应，加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，如为铝热反应，则A为Al，B为氧化物，E为硝酸或硫酸，D与酸反应生成的B应为盐，二者矛盾，说明A和B的反应应为活泼金属与盐溶液的置换反应，结合加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，可推断A为Fe，D为Cu，E为H₂SO₄，B为CuSO₄，F应为硫酸铁，以此解答．

解答： 解：（1）由转化关系可知A和B的反应为置换反应，且A、D所含元素同主族，D单质在电子工业中有重要作用，D应为Si，A为C，则B为SiO₂，C为CO，E为O₂，F为CO₂，则：
Si的原子结构示意图为，F为CO₂，为直线形分子，反应①的化学方程式为2C+SiO₂

高温  .

2CO↑+Si，
故答案为：；直线形；2C+SiO₂

高温  .

2CO↑+Si；

（2）A、D为常见金属单质，可知A和B的反应为置换反应，加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，如为铝热反应，则A为Al，B为氧化物，E为硝酸或硫酸，D与酸反应生成的B应为盐，二者矛盾，说明A和B的反应应为活泼金属与盐溶液的置换反应，结合加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中，可推断A为Fe，D为Cu，E为H₂SO₄，B为CuSO₄，F应为硫酸铁，则：
反应③为浓硫酸和铜的反应，方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
检验亚铁离子，可取少量C溶液于试管中，滴加KSCN溶液无明显颜色变化，再滴加氯水呈血红色，说明含有亚铁离子；
若以惰性电极电解CuSO₄的水溶液，阴极反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，n（Cu）=

9.6g

64g/mol

=0.15mol，则由电极方程式可知生成n（O₂）=0.075mol，V（O₂）=0.075mol×22.4L/mol=1.68L；
电解硫酸铜溶液的总方程式为：2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；取少量C溶液于试管中，滴加KSCN溶液无明显颜色变化，再滴加氯水呈血红色；1.68 L；2Cu²⁺+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4H⁺．
（3）Mn元素由KMnO₄中+7价降低为MnSO₄中+2价，共降低5价，O元素由H₂O₂中-1价升高为O₂中0价，共升高2价，化合价最小公倍数为10，故KMnO₄的系数为2，H₂O₂的系数为5，再利用原子守恒配平方程式为：
2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄=1K₂SO₄+2MnSO₄+2O₂↑+8H₂O，标出电子转移数目与方向为：，
故答案为：2，5，3，1，2，2，8；．

点评：本题考查无机物推断，涉及Si、Cu、Fe等元素单质及其化合物之间的相互转化关系，难度中等，本题中D单质在电子工业中有重要作用、加热时A、D才能溶解在E的浓溶液中等为解题突破口，对学生的逻辑推理能力提出较高要求．