Question

图1中用字母表示的10种物质是由H、C、O、Ca、Cl、Fe中的一种或几种元素组成，它们是初中化学常见的物质．题中“→”表示物质间存在转化关系，部分反应物、生成物及反应条件已略去．已知圈Ⅰ中的转化均是分解反应，圈Ⅱ中的转化均是化合反应．
（1）Y是大理石的主要成分，则Y的化学式为______．
（2）N和F是常见的非金属单质．化合物D和E的元素种类相同，请写出E+N→D反应的化学方程式______ 2CO₂

Answer

题目给出了元素限制，反应类型限制，且物质为10种，看起来很复杂．不妨从给出的问题中需要解决的方案．Y是大理石的主要成分，即为碳酸钙，而D和X能够反应生成碳酸钙，且碳酸钙和Z能够反应得到D，可以看出D为二氧化碳，而DE组成元相同，则E为一氧化碳．E转化为D有两种方式，一是和单质N反应生成二氧化碳，所以N为氧气；而和M反应，就应该是氧化性金属氧化物反应，M可以为四氧化三铁、氧化铁、氧化亚铁等．由于氧气和单质F反应可以得到二氧化碳或者一氧化碳，所以单质F只能为碳．AB都能生成氧气，且A能够成B，所以A为过氧化氢，B为水．结合反应类型，整个分析符合题意，圈I全是分解反应，圈II全是化合反应．
【解析】
Y是大理石的主要成分，即为碳酸钙，而D和X能够反应生成碳酸钙，且碳酸钙和Z能够反应得到D，可以看出D为二氧化碳，而DE组成元相同，则E为一氧化碳．E转化为D有两种方式，一是和单质N反应生成二氧化碳，所以N为氧气；而和M反应，就应该是氧化性金属氧化物反应，M可以为四氧化三铁、氧化铁、氧化亚铁等．由于氧气和单质F反应可以得到二氧化碳或者一氧化碳，所以单质F只能为碳．AB都能生成氧气，且A能够成B，所以A为过氧化氢，B为水．结合反应类型，整个分析符合题意，圈I全是分解反应，圈II全是化合反应．对应图为：
（1）Y是大理石的主要成分，为碳酸钙，在碳酸钙中钙元素为+2价，而碳酸根显-2价，根据化合物中化合价的代数和为零，可得其化学式为 CaCO3．
（2）由于N为氧气，而E为一氧化碳E+N→D生成的是二氧化碳，化学方程式 2CO+O22CO2；一氧化碳和铁的氧化物反应均能生成二氧化碳和铁，以氧化铁为例的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2．
（3）从上述十种物质中任选物质，按图2所示装置进行实验．当胶头滴管中的液体滴入瓶中，U型管中的液面发生了明显变化．若a处液面降低，可能原因有生成气体，或者物质溶解释放热量，而给定物质溶解放热的情况不存在．而过氧化氢在氧化铁的催化下可以生成氧气，盐酸和碳酸钙反应也能生成气体，所以组合可以为过氧化氢和氧化铁或者是盐酸和碳酸钙．若a处液面升高，是物质溶解吸热或者装置内气体被消耗，可得二氧化碳和氢氧化钙或者水均能满足，对应反应方程式：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O或CO2+H2O=H2CO3．
故答案为：
（1）CaCO3；
（2）2CO+O22CO2 ；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）H2O2或HCl；Fe2O3或CaCO3；和CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O或CO2+H2O=H2CO3．