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，且G 為黃綠色；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）；K為紅棕色粉末．
請回答：
（1）I在G中燃燒時的現象為______．
（2）L是目前應用最廣泛的金屬，用碳棒作陽極，L作陰極，寫出電解E水溶液的化學方程式______  2KOH+H₂↑+Cl₂↑

Answer 1

【答案】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，且G 為黃綠色判斷為Cl₂；形成D的元素的原子最外層電子數是次外層的3倍推斷為氧元素；B在焰色反應中呈紫色（透過藍色鈷玻璃）說明含有鉀元素；K為紅棕色粉末，判斷為Fe₂O₃；L是常見金屬，結合轉化關系：C+K（Fe₂O₃）=L（Fe）+A；說明C為Al，A為Al₂O₃，H為AlCl₃，轉化關系E的水溶液電解得到F、G（Cl₂）、I在G中燃燒判斷I為H₂，生成的產物為HCl，B加熱生成D（O₂）和E，判斷E為KClO₃，E為KCl，F為KOH；J為NaAlO₂，依據推斷出的各物質回答問題．
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，且G 為黃綠色判斷為Cl₂；形成D的元素的原子最外層電子數是次外層的3倍推斷為氧元素；B在焰色反應中呈紫色（透過藍色鈷玻璃）說明含有鉀元素；K為紅棕色粉末，判斷為Fe₂O₃；L是常見金屬，結合轉化關系：C+K（Fe₂O₃）=L（Fe）+A；說明C為Al，A為Al₂O₃，H為AlCl₃，轉化關系E的水溶液電解得到F、G（Cl₂）、I在G中燃燒判斷I為H₂，生成的產物為HCl，B加熱生成D（O₂）和E，判斷E為KClO₃，E為KCl，F為KOH；J為NaAlO₂；
（1）I（H₂）在G（Cl₂）中燃燒時生成氯化氫，在瓶口氯化氫遇到水蒸氣形成鹽酸小液滴，反應的現象為：火焰呈蒼白色，并有白霧出現，故答案為：火焰呈蒼白色，并有白霧出現；
（2）依據判斷可知，L為Fe，電解E（KCl）水溶液的化學方程式為：2KCl+2H₂O  2KOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2KCl+2H₂O 2KOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）C（Al）與K（Fe₂O₃）反應是鋁熱反應，反應的化學方程式為：2Al+Fe₂O₃  Al₂O₃+2Fe；引發該鋁熱反應的操作為：在Al與Fe₂O₃混合物中加KClO₃粉末，插上鎂條，點燃鎂條，故答案為：2Al+Fe₂O₃ Al₂O₃+2Fe；在Al與Fe₂O₃混合物中加KClO₃粉末，插上鎂條，點燃鎂條；
（4）J（NaAlO₂ ）與H（AlCl₃）反應發生雙水解反應，反應的離子方程式為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）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NaAlO₂，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NaAlO₂，故答案為：1：8．
點評：本題考查了原子結構和元素判斷，物質轉化關系，鋁及其化合物性質的應用，主要考查實驗室制氧氣、電解氯化鉀溶液，電解制鋁單質，鋁熱反應，原子守恒的計算應用．