Question

8．X、Y、Z為常見的三種單質(zhì)，Z是綠色植物光合作用的產(chǎn)物之一，A、B為常見化合物．它們在一定條件下可發(fā)生如圖所示的反應(yīng)（均是在非溶液中進行的反應(yīng)）：
（1）畫出Z的原子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）當(dāng)X為金屬，Y為非金屬時，A可能的電子式為或；
（3）當(dāng)X為非金屬，Y為金屬時，X可能的化學(xué)式為H₂或C；
（4）當(dāng)X與Y均為金屬時，寫出X與A反應(yīng)的化學(xué)方程式8Al+3Fe₃O₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃或2Al+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；
（5）當(dāng)X與Y均為非金屬時，若X與Y同主族，寫出X與A反應(yīng)的化學(xué)方程式2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；若X與Y不在同一主族，寫出X與A反應(yīng)的化學(xué)方程式C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$H₂+CO．

Answer 1

分析 X、Y、Z為常見的三種單質(zhì)，Z是綠色植物光合作用的產(chǎn)物之一，故Z為O₂，由Y+Z→A可知A為氧化物，X+Z→B可知B為氧化物，由轉(zhuǎn)化關(guān)系X+A→Y+B為：單質(zhì)（X）+氧化物（A）→單質(zhì)（Y）+氧化物（B），符合置換反應(yīng)，單質(zhì)X具有還原性，結(jié)合常見單質(zhì)解答，
（1）Z是綠色植物光合作用的產(chǎn)物之一為氧氣，氧原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為8，核外有2個電子層，第一層上有2個電子，第二層上有6個電子
（2）當(dāng)X為金屬，Y為非金屬時，當(dāng)X為金屬，Y為非金屬時，X為Mg或Fe，A為CO₂或H₂O，Y為C或H₂，B為MgO或Fe₃O₄，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；
（3）當(dāng)X為非金屬，Y為金屬時，X為H₂或C，Y為CuO等，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；
（4）當(dāng)X與Y均為金屬時，考慮鋁熱反應(yīng)，A為Al，B為Fe₃O₄（或Fe₂O₃），符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；
（5）當(dāng)X與Y均為非金屬時，若X與Y同主族，X為C單質(zhì)，B為SiO₂，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；
若X與Y不在同一主族，X為C單質(zhì)，B為H₂O，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系．

解答 解：X、Y、Z為常見的三種單質(zhì)，Z是綠色植物光合作用的產(chǎn)物之一，故Z為O₂，由Y+Z→A可知A為氧化物，X+Z→B可知B為氧化物，由轉(zhuǎn)化關(guān)系X+A→Y+B為：單質(zhì)（X）+氧化物（A）→單質(zhì)（Y）+氧化物（B），符合置換反應(yīng)，單質(zhì)X具有還原性，
（1）Z是綠色植物光合作用的產(chǎn)物之一為氧氣，氧原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為8，核外有2個電子層，第一層上有2個電子，第二層上有6個電子，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為：
故答案為：；

（2）當(dāng)X為金屬，Y為非金屬時，X為Mg或Fe，A為CO₂或H₂O，Y為C或H₂，B為MgO或Fe₃O₄，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，發(fā)生反應(yīng)為2Mg+CO₂，$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2MgO，3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，A的電子式為：二氧化碳為直線型結(jié)構(gòu)，分子中存在兩個碳氧雙鍵，二氧化碳的電子式為：，水中存在兩個氧氫鍵，氧原子最外層達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，水的電子式為：；
故答案為：或；
（3）當(dāng)X為非金屬，Y為金屬時，X為H₂或C，Y為CuO等，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，
發(fā)生反應(yīng)為H₂+CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+H₂O（或C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑等）；
故答案為：H₂或C；
（4）當(dāng)X與Y均為金屬時，考慮鋁熱反應(yīng)，A為Al，B為Fe₃O₄（或Fe₂O₃），符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，
反應(yīng)方程式為：8Al+3Fe₃O₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃（或2Al+Fe₂O₃ 2Fe+Al₂O₃）；
故答案為：8Al+3Fe₃O₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃（或2Al+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃）；
（5）當(dāng)X與Y均為非金屬時，若X與Y同主族，X為C單質(zhì)，B為SiO₂，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，
反應(yīng)方程式為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；若X與Y不在同一主族，X為C單質(zhì)，B為H₂O，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，反應(yīng)方程式為：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$H₂+CO；
故答案為：2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$H₂+CO．

點評 本題以無機框圖題的形式考查中學(xué)置換反應(yīng)、元素單質(zhì)及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，根據(jù)要求選擇適合的反應(yīng)，難度較大，以考查學(xué)生的對基礎(chǔ)知識的熟練掌握程度為主．