Question

A、B、C、D、E、F是中学中常见的物质，其转化关系如图所示（反应条件未标出），已知反应①是置换反应．
请回答下列问题：
（1）若B是黄绿色气体，C、F是空气的主要成分，A、D相遇有白烟生成，则该白烟的化学式为    ，反应③的化学方程式为    ．
（2）若A、D、F都是非金属单质，A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则B所属晶体类型是    ，其一个重要的用途是    ．
（3）若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①②在水溶液中进行，则反应②的离子方程式为    ．工业上冶炼金属A的反应原理是（用化学方程式表示）    ．
（4）若A、D是常见单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，反应③④中都有红棕色气体生成．则反应①的化学方程式为    ．

Answer

（1）若B是黄绿色气体应为Cl2，C、F是空气的主要成分，结合转化关系F为O2，由于氧的氧化性较氯气稍强，故氯气置换出的应该是氮气，C为N2，C+F→E，为N2+O22NO；A、D相遇有白烟生成，判断A为NH3，D为HCl；
（2）反应①是置换反应，而且涉及的单质都是非金属，所以可以考虑氧族里氧气置换出硫的反应，卤素单质之间的置换（氧化性较强的单质置换出氧化性较弱的单质）；碳族里碳置换出硅的反应．再结合与F的反应可以推断出B应该是二氧化硅，原子晶体；
（3）金属置换出气体很容易就想到活泼金属置换出氢气，再结合能与F连续反应，可以推断出是铁和盐酸的反应；反应②的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
（4）由最外层电子数的关系可知，A的电子数较少，还原性较强的物质置换出还原性较弱的物质，很容易想到最外层两个电子的镁与碳的置换反应；
【解析】
（1）若B是黄绿色气体应为Cl2，C、F是空气的主要成分，结合转化关系F为O2，由于氧的氧化性较氯气稍强，故氯气置换出的应该是氮气，C为N2，C+F→E，为N2+O22NO；A、D相遇有白烟生成，所以发生反应为NH3+HCl=NH4Cl，判断A为NH3，D为HCl；该白烟的化学式为：NH4Cl；反应③是氨气催化氧化为一氧化氮的反应，化学方程式：4NH3+5O24NO+6H2O
故答案为：NH4Cl；4NH3+5O24NO+6H2O；
（2）若A、D、F都是非金属单质，A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，反应A+B→C+D是非金属间的置换反应，可以分析第ⅣA、ⅥA、ⅤⅡA 主族元素单质间的置换反应，结合转化关系中 F的反应，只有2C+SiO2=Si+2CO 符合，所以A为C，B为 SiO2； 原子晶体（2分）；任选一种（2分）．二氧化硅属于原子晶体，主要用途为：光导纤维、石英钟表、石英玻璃等，
故答案为：原子晶体；光导纤维、石英钟表、石英玻璃等；
（3）若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①②在水溶液中进行，结合能与F连续反应，说明存在变价，可以推断出是铁和盐酸的反应；则反应②的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；工业上冶炼金属Fe的反应原理为一氧化碳还原氧化铁，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（4）若A、D是常见单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，结合原子结构可知是镁置换碳的反应，反应③④中都有红棕色气体生成，说明生成了NO2，则F为浓硝酸，反应①的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C；
故答案为：2Mg+CO22MgO+C；