Question

甲、乙、丙、丁是由短周期元素組成的物質，它們之間存在如下轉化關系．
甲+乙→丙+丁
（1）轉化關系中所涉及的反應為非氧化還原反應，且乙為水．
①若甲為塊狀固體，丙為可燃性氣體，則丙分子內含有的化學鍵類型為

極性鍵或非極性鍵

．（填離子鍵、極性鍵或非極性鍵）
②若甲是由N和Cl元素組成的化合物，其分子結構模型如圖所示，則產物中具有漂白性的物質的化學式為

HClO

．
（2）轉化關系中所涉及的反應為氧化還原反應，且乙為水．
①若甲和丙是同主族元素組成的單質，且組成甲的元素位于第三周期，此反應的離子方程式是

2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑

．
②若丙和丁都可在一定條件下還原CuO，此反應的化學方程式是

C+H₂O（g）

高溫  .

CO+H₂

．
③從氧化還原的角度分析，上述①②兩個反應中水的作用是相同的，請寫出一個水的作用是相反的化學方程式

2F₂+2H₂O═4HF+O₂↑

．
④若甲是由N和O元素組成的氣態物質，呈紅棕色．將3.36g Fe加到一定量丙溶液中，收集到1.12L氣體丁（已折算為標準狀況），則反應后溶液中鐵元素的價態為

+2和+3

．

Answer 1

分析：（1）①若甲為塊狀固體，丙為可燃性氣體，甲和水反應生成可燃性氣體，所以甲是碳化鈣，丙是乙炔，同種非金屬元素之間存在非極性共價鍵，不同非金屬元素之間存在極性共價鍵；
②若甲是由N和Cl元素組成的化合物，根據圖片知，甲是NCl₃ ，NCl₃ 和水反應生成氨氣和次氯酸，根據物質的性質判斷；
（2）①若甲和丙是同主族元素組成的單質，且組成甲的元素位于第三周期，單質甲和水反應生成同主族的丙，且是氧化還原反應，所以甲是鈉，鈉和水反應生成氫氧化鈉、氫氣；
②丙和丁都可在一定條件下還原CuO，能含有氧化銅的物質有氫氣、一氧化碳和碳，甲和水反應得到丙和丁，所以甲是碳，碳和水反應生成氫氣和一氧化碳；
③上述①②中水作氧化劑，水和氟氣的反應中水作還原劑；
④若甲是由N和O元素組成的氣態物質，呈紅棕色，所以甲是二氧化氮；鐵和稀硝酸反應生成一氧化氮，根據得失電子數判斷鹽的類型．

解答：解：（1）①若甲為塊狀固體，丙為可燃性氣體，甲和水反應生成可燃性氣體，所以甲是碳化鈣，丙是乙炔，乙炔分子中碳原子和碳原子之間存在非極性共價鍵，氫原子和碳原子之間存在極性共價鍵，故答案為：極性鍵或非極性鍵；    
②若甲是由N和Cl元素組成的化合物，化合物中電子層數都的原子半徑大，電子層數少的原子半徑小，根據圖片知，甲是NCl₃ ，NCl₃ 和水反應方程式為NCl₃ +3H₂O=NH₃+3HClO，次氯酸具有漂白性，故答案為：HClO；
（2）①若甲和丙是同主族元素組成的單質，且組成甲的元素位于第三周期，單質甲和水反應生成同主族的丙，且是氧化還原反應，所以甲是鈉，鈉和水反應生成氫氧化鈉、氫氣，反應方程式為2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑，故答案為：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；
②丙和丁都可在一定條件下還原CuO，能含有氧化銅的物質有氫氣、一氧化碳和碳，甲和水反應得到丙和丁，所以甲是碳，高溫下碳和水反應生成氫氣和一氧化碳，反應方程式為：C+H₂O（g）

高溫  .

 CO+H₂，故答案為：C+H₂O（g）

高溫  .

 CO+H₂ ；
③上述①②中水作氧化劑，水和氟氣的反應中水作還原劑，反應方程式為：2F₂+2H₂O═4HF+O₂，故答案為：2F₂+2H₂O═4HF+O₂；
④若甲是由N和O元素組成的氣態物質，呈紅棕色，所以甲是二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮；鐵和稀硝酸反應生成一氧化氮，根據得失電子數判斷鹽的類型．
假設鐵和硝酸反應生成硝酸鐵，鐵失去電子的物質的量=

3.36g

56g/mol

×3=0.18mol，硝酸根得到電子的物質的量=

1.12L

22.4L/mol

×3=0.15mol，失去的電子數大于得到的電子數，所以生成的不全是鐵鹽；
假設鐵和硝酸反應生成硝酸亞鐵，鐵失去電子的物質的量=

3.36g

56g/mol

×2=0.12mol，硝酸根得到電子的物質的量=

1.12L

22.4L/mol

×3=0.15mol，失去的電子數小于得到的電子數，所以生成的鹽不全是亞鐵鹽．
要使得失電子數相等，生成的硝酸鹽應該是鐵鹽和亞鐵鹽的混合物，所以反應后溶液中鐵的化合價是+2和+3，
故答案為：+2和+3．

點評：本題以物質的推斷為載體考查了元素化合物的性質，能正確推斷物質是解本題的關鍵，難點是判斷NCl₃和H₂O反應的產物，難度較大．