Question

A-J分別代表中學化學中常見的一種單質或化合物，其轉化關系如圖，

已知C、D、G、I為短周期元素形成的單質，D、G、I常溫下為氣態；形成D的元素的原子最外層電子數是次外層的3倍；B在焰色反應中呈紫色（透過藍色鈷玻璃）．
請回答：
（1）已知K為紅棕色粉末，寫出C與K反應的化學方程式

 

，引發該反應的操作為

 

．
（2）寫出C與F反應的離子方程式

 

．
（3）若在上述轉化關系中每一步反應均為恰好反應，且不考慮C+K→A+L的變化時，為了最終得到J，則A、B的物質的量之比為

 

．

Answer 1

分析：C、D、G、I為短周期元素形成的單質，D、G、I常溫下為氣態，形成D的元素的原子最外層電子數是次外層的3倍，原子最外層最多排列8個電子，則D原子的次外層是第一電子層，所以D是O元素；B在焰色反應中呈紫色（透過藍色鈷玻璃），說明B中含有鉀元素，電解A生成氧氣和單質C，則A是氧化物且應該是金屬氧化物，則C是金屬單質，C和K高溫下能生成A和L，所以該反應是鋁熱反應，則C是Al，A是Al₂O₃，K是金屬氧化物，L是金屬單質；
B含有鉀元素且分解時能生成氧氣，根據中學知識知，B是KClO₃，E為KCl，電解氯化鉀溶液生成氯氣、氫氣和氫氧化鉀，G和I是氣體，則F為KOH，氧氣和G能反應，則G是Cl₂，I為H₂，H是AlCl₃，氯化鋁和氫氧化鉀溶液反應生成偏鋁酸鉀溶液，則J是KAlO₂．

解答：解：C、D、G、I為短周期元素形成的單質，D、G、I常溫下為氣態，形成D的元素的原子最外層電子數是次外層的3倍，原子最外層最多排列8個電子，則D原子的次外層是第一電子層，所以D是O元素；B在焰色反應中呈紫色（透過藍色鈷玻璃），說明B中含有鉀元素，電解A生成氧氣和單質C，則A是氧化物且應該是金屬氧化物，則C是金屬單質，C和K高溫下能生成A和L，所以該反應是鋁熱反應，則C是Al，A是Al₂O₃，K是金屬氧化物，L是金屬單質；
B含有鉀元素且分解時能生成氧氣，根據中學知識知，B是KClO₃，E為KCl，電解氯化鉀溶液生成氯氣、氫氣和氫氧化鉀，G和I是氣體，則F為KOH，氧氣和G能反應，則G是Cl₂，I為H₂，H是AlCl₃，氯化鋁和氫氧化鉀溶液反應生成偏鋁酸鉀溶液，則J是KAlO₂，
（1）已知K為紅棕色粉末，則K是Fe₂O₃，該鋁熱反應方程式為Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，引發該反應的操作為在鋁熱劑的表面加少量氯酸鉀固體，再插入鎂條，最后點燃鎂條，
故答案為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；在鋁熱劑的表面加少量氯酸鉀固體，再插入鎂條，最后點燃鎂條；
（2）C是鋁，F是氫氧化鉀，鋁和氫氧化鉀溶液反應生成偏鋁酸鉀和氫氣，離子反應方程式為：
2Al+2H₂O+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂↑，故答案為：2Al+2H₂O+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）若在上述轉化關系中每一步反應均為恰好反應，且不考慮C+K→A+L的變化時，為了最終得到J，發生的反應為：Al₂O₃～2Al～2Al³⁺，KClO₃～KCl～KOH，若鋁離子和過量氫氧化鉀反應生成J為KAlO₂，則Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-，依據反應可知，需要Al₂O₃和KClO₃物質的量為1：8反應生成KAlO₂，故答案為：1：8．

點評：本題考查了物質間的轉化、物質性質等知識點，明確物質的狀態、特殊性質及某些特殊反應類型是解本題關鍵，如鋁熱反應、物質的顏色等特殊性質或現象都是解題的題眼，要注意總結歸納，難度中等．