Question

5．A～I分別表示中學化學中常見的一種物質，它們之間相互關系如圖所示（部分反應物、生成物沒有列出），且已知G為主族元素的固態氧化物，A、B、C、D、E、F六種物質中均含同一種元素．
請填寫下列空白：
（1）A、B、C、D、E、F六種物質中所含同一種元素在周期表中位置第四周期、第Ⅷ族；
（2）寫出反應①的化學方程式8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；
（3）寫出反應④的離子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）寫出反應③的電極方程式：
陽極：3O₂^2--6e^-=3O₂↑       陰極：2Al³⁺+6e^-=2Al
（5）從能量變化的角度看，①②③反應中屬于△H＜0的反應是①②．（填序號）

Answer 1

分析 G為主族元素的固態氧化物，電解G得到I和H，G能和氫氧化鈉溶液反應生成J，工業上用電解氧化鋁的方法冶煉鋁，則G是Al₂O₃，I能和氫氧化鈉溶液反應生成J，則I是Al，J是NaAlO₂，H是O₂，Al和B能在高溫下反應生成A，A能在H中燃燒生成B，鋁在高溫下能發生鋁熱反應，則B是金屬氧化物，A是金屬單質，B和鹽酸反應生成C和D，C和氫氧化鈉反應生成E，D和氨水反應生成F，E在空氣中反應生成F，說明E不穩定，易被氧氣氧化，且A、B、C、D、E、F六種物質中均含同一種元素，則A是Fe，B為Fe₃O₄，C為FeCl₂，D為FeCl₃，E為Fe（OH）₂，F為Fe（OH）₃，結合對應單質、化合物的性質解答該題．

解答 解：G為主族元素的固態氧化物，電解G得到I和H，G能和氫氧化鈉溶液反應生成J，工業上用電解氧化鋁的方法冶煉鋁，則G是Al₂O₃，I能和氫氧化鈉溶液反應生成J，則I是Al，J是NaAlO₂，H是O₂，Al和B能在高溫下反應生成A，A能在H中燃燒生成B，鋁在高溫下能發生鋁熱反應，則B是金屬氧化物，A是金屬單質，B和鹽酸反應生成C和D，C和氫氧化鈉反應生成E，D和氨水反應生成F，E在空氣中反應生成F，說明E不穩定，易被氧氣氧化，且A、B、C、D、E、F六種物質中均含同一種元素，則A是Fe，B為Fe₃O₄，C為FeCl₂，D為FeCl₃，E為Fe（OH）₂，F為Fe（OH）₃，
（1）A、B、C、D、E、F六種物質中所含的同一種元素是Fe元素，鐵元素位于第四周期第Ⅷ族，故答案為：第四周期、第Ⅷ族；
（2）反應①是高溫下鋁和四氧化三鐵反應生成氧化鋁和鐵，反應方程式為8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe，
故答案為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；
（3）反應④是鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）G是Al₂O₃，電解氧化鋁，陽極發生3O₂^2--6e^-=3O₂↑；陰極發生2Al³⁺+6e^-=2Al，故答案為：3O₂^2--6e^-=3O₂↑；2Al³⁺+6e^-=2Al；
（5）鋁熱反應和燃燒反應都是放熱反應，故答案為：①②．

點評 本題考查無機物的推斷，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，題目難度較大，注意推斷的關鍵點：①G為主族元素的固態氧化物，在電解條件下生成I和H，能與NaOH溶液反應，說明G為Al₂O₃，②C、D分別和堿反應生成E、F，則說明E、F都為氫氧化物，E能轉化為F，應為Fe（OH）₂→Fe（OH）₃的轉化．