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A在工業上常用作耐火材料，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），L是目前應用最廣泛的金屬．請回答下列問題：
（1）若K為紅棕色粉末，則引發C與K反應的操作為______
（2）寫出電解E水溶液的化學方程式______ 2KOH+Cl₂↑+H₂↑

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；L是目前應用最廣泛的金屬，結合轉化關系中C+K=A+L，和（1）中K為紅棕色粉末，推斷L為Fe，C為Al，K為Fe₂O₃；已知A在工業上常用作耐火材料，A為Al₂O₃，形成D的元素的原子最外層電子數是次外層的3倍，結合轉化關系中A電解得到D為O₂，B在焰色反應中呈紫色（透過藍色鈷玻璃），判斷含有鉀元素，B加熱分解得到氧氣和E，證明B為KClO₃，推斷E為KCl，電解水溶液得到F為KOH，G，I為氫氣和氯氣；結合轉化關系中C+G=H可知，G為Cl₂，I為H₂，H為AlCl₃，J為KAlO₂，依據判斷物質回答問題；
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；L是目前應用最廣泛的金屬，結合轉化關系中C+K=A+L，和（1）中K為紅棕色粉末，推斷L為Fe，C為Al，K為Fe₂O₃；已知A在工業上常用作耐火材料，A為Al₂O₃，形成D的元素的原子最外層電子數是次外層的3倍，結合轉化關系中A電解得到D為O₂，B在焰色反應中呈紫色（透過藍色鈷玻璃），判斷含有鉀元素，B加熱分解得到氧氣和E，證明B為KClO₃，推斷E為KCl，電解水溶液得到F為KOH，G，I為氫氣和氯氣；結合轉化關系中C+G=H可知，G為Cl₂，I為H₂，H為AlCl₃，J為KAlO₂，
（1）若K為紅棕色粉末，則引發C與K反應的操作為鋁熱劑反應的引發條件為：鋁熱劑表面鋪一層氯酸鉀，將鎂條點燃到插入固體混合物，
故答案為：鋁熱劑表面鋪一層氯酸鉀，將鎂條點燃到插入固體混合物；
（2）電解E為KCl水溶液，反應的化學方程式為：2KCl+2H₂O2KOH+Cl₂↑+H₂↑，故答案為：2KCl+2H₂O2KOH+Cl₂↑+H₂↑；
（3）J為KAlO₂與H為AlCl₃在水溶液中發生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀，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（KAlO₂），依據反應的定量關系，Al₂O₃～2Al～2AlCl₃；2KClO₃2KCl+3O₂↑，2KCl+2H₂O2KOH+Cl₂↑+H₂↑；
AlCl₃+4KOH=KAlO₂+3KCl+2H₂O；則AB在反應過程中的定量關系為：Al₂O₃～2Al～2AlCl₃～8KOH～8KCl～8KClO₃；則A、B的物質的量之比為 1：8；
故答案為：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；1：8．
點評：本題考查了物質轉化關系的分析判斷，物質性質的應用，主要是鋁熱反應的應用，電解氯化鉀溶液錯誤的判斷，鋁及其化合物的反應特征應用，題目難度中等．