Question

甲、乙、丙是分別由H、C、O、Si、Al、Cu等六種元素中的兩種或多種元素組成的化合物．已知甲、乙、丙均不含結晶水，含化合物甲的礦物是工業上電解法冶煉某種常見金屬單質的原料，經檢測甲是一種高熔點化合物，能溶于強酸、強堿溶液；化合物乙是光導纖維的主要成分；化合物丙為一種呈深藍色的堿式鹽，將34.6g丙隔絕空氣加熱分解生成24g黑色固體X、無色酸性氣體Y（標準狀況下，密度為1.96g/L）和水．生成的Y折合成標準狀況下的體積為4.48L．固體X難溶于水，能溶于硫酸，形成藍色溶液．請回答下列問題：
（1）寫出氣體Y的結構式______，化合物丙的化學式______．
（2）寫出甲與NaOH溶液反應的離子方程式______．另外，工業上常用甲與焦炭、氯氣共熱生成化合物丁和CO，而丁僅由兩種元素組成，請寫出該反應的化學方程式并標出電子轉移的方向和數目______．
（3）乙溶于氫氟酸后生成一種極強的二元酸和水．經分析該酸由3種元素組成，其中氟元素的質量分數為79.17%．請寫出乙溶于氫氟酸的離子反應方程式______．
（4）將固體X溶于適量的硫酸，往所得溶液中滴加NaOH濃溶液時，先出現藍色絮狀沉淀，繼續滴加NaOH濃溶液并不斷振蕩，則沉淀消失形成藍色溶液，若再滴加數滴乙二醇，可觀察到溶液呈絳藍色．可見，該藍色絮狀沉淀物具有______．
A．酸性     B．堿性    C．兩性    D．強還原性
請寫出與乙二醇反應的化學方程式（無機反應物用藍色絮狀沉淀物的化學式表示）______．

Answer 1

【答案】分析：甲、乙、丙是分別由H、C、O、Si、Al、Cu等六種元素中的兩種或多種元素組成的化合物．
含化合物甲的礦物是工業上電解法冶煉某種常見金屬單質的原料，經檢測甲是一種高熔點化合物，能溶于強酸、強堿溶液，結合物質含有的元素，甲為Al₂O₃；
化合物乙是光導纖維的主要成分，乙為SiO₂；
化合物丙為一種呈深藍色的堿式鹽，將34.6g丙隔絕空氣加熱分解生成24g黑色固體X、無色酸性氣體Y（標準狀況下，密度為1.96g/L）和水，Y的摩爾質量為1.96g/L×22.4L/mol=44g/mol，結合物質含有的元素，故Y為CO₂，固體X難溶于水，能溶于硫酸，形成藍色溶液，為硫酸銅溶液，故X為CuO，即丙為堿式碳酸銅，生成的CO₂折合成標準狀況下的體積為4.48L，物質的量為=0.2mol，根據碳元素守恒可知CuCO₃為0.2mol，24gCuO的物質的量為=0.3mol，根據銅元素守恒Cu（OH）₂為0.3mol-0.2mol=0.1mol，故堿式碳酸銅中n（CuCO₃）：n[Cu（OH）₂]=0.2mol：0.1mol=2：1，故該堿式碳酸銅化學式為2CuCO₃?Cu（OH）₂．
解答：解：甲、乙、丙是分別由H、C、O、Si、Al、Cu等六種元素中的兩種或多種元素組成的化合物．
含化合物甲的礦物是工業上電解法冶煉某種常見金屬單質的原料，經檢測甲是一種高熔點化合物，能溶于強酸、強堿溶液，結合物質含有的元素，甲為Al₂O₃；
化合物乙是光導纖維的主要成分，乙為SiO₂；
化合物丙為一種呈深藍色的堿式鹽，將34.6g丙隔絕空氣加熱分解生成24g黑色固體X、無色酸性氣體Y（標準狀況下，密度為1.96g/L）和水，Y的摩爾質量為1.96g/L×22.4L/mol=44g/mol，結合物質含有的元素，故Y為CO₂，固體X難溶于水，能溶于硫酸，形成藍色溶液，為硫酸銅溶液，故X為CuO，即丙為堿式碳酸銅，生成的CO₂折合成標準狀況下的體積為4.48L，物質的量為=0.2mol，根據碳元素守恒可知CuCO₃為0.2mol，24gCuO的物質的量為=0.3mol，根據銅元素守恒Cu（OH）₂為0.3mol-0.2mol=0.1mol，故堿式碳酸銅中n（CuCO₃）：n[Cu（OH）₂]=0.2mol：0.1mol=2：1，故該堿式碳酸銅化學式為2CuCO₃?Cu（OH）₂，
（1）由上述分析可知，Y為CO₂，分子中碳原子與氧原子之間形成2對共用電子對，結構式為O=C=O，化合物丙為2CuCO₃?Cu（OH）₂；
故答案為：O=C=O，2CuCO₃?Cu（OH）₂；
（2）甲為Al₂O₃，Al₂O₃與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉與水，反應離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
 工業上常用Al₂O₃與焦炭、氯氣共熱生成化合物丁和CO，而丁僅由兩種元素組成，由元素守恒可知丁為AlCl₃，反應方程式為Al₂O₃+3C+3Cl₂3CO+2AlCl₃，C元素化合價由0價升高為+2，失去電子數為6，氯元素化合價由0價降低為-1價，獲得電子數目為6，標出電子轉移的方向和數目為：；

故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；；
（3）SiO₂溶于氫氟酸后生成一種極強的二元酸和水，該酸由3種元素組成，其中氟元素的質量分數為79.17%，分子中H原子數目為2，令該酸的化學式為：H₂Si_xF_y，根據化合價代數和為0可知2+4x-y=0，由氟元素質量分數有=79.17%，聯立解得x=1，y=6，故該酸為H₂SiF₆，故SiO₂溶于氫氟酸的離子反應方程式為：SiO₂+6HF=2H⁺+SiF₆^2-+2H₂O；
故答案為：SiO₂+6HF=2H⁺+SiF₆^2-+2H₂O；
（4）將固體CuO溶于適量的硫酸，往所得溶液中滴加NaOH濃溶液時，先出現藍色絮狀沉淀，為Cu（OH）₂，繼續滴加NaOH濃溶液并不斷振蕩，則沉淀消失形成藍色溶液，說明Cu（OH）₂具有兩性，再滴加數滴乙二醇，可觀察到溶液呈絳藍色，羥基處于鄰位的多元醇或多羥基化合物，能與氫氧化銅發生絡合反應變成絳藍色溶液，反應方程式為：；
故答案為：C，．
點評：本題是物質推斷題，涉及元素單質及化合物性質推斷、化學計算推斷，難度較大，是對所學知識的綜合運用，旨在考查學生的推理思維能力，（4）中羥基處于鄰位的多元醇或多羥基化合物，能與氫氧化銅發生絡合反應變成絳藍色溶液，屬于特征反應，但中學不作要求．