Question

2．A～J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六種物質中含有的同一種元素X，該元素在周期表中的位置第四周期Ⅷ族．
（2）寫出反應④的離子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（3）若向氣體K的水溶液中加入鹽酸，使其恰好完全反應，所得溶液的pH＜7 （填“＞”、“＜”或“=”）； 用離子方程式表示其原因：NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺．
（4）化合物F可以與KClO在強堿性條件下制得化合物M（化學式可表示為K₂XO₄），該化合物是一種強氧化劑，可以作為水處理劑和高容量電池材料
①寫出生成化合物M的離子方程式2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
②已知M與金屬Zn可以組成堿性電池，則M在該電池中作正極，寫出該電極反應式2FeO₄^2-+6e^-+8H₂O=2Fe（OH）₃+10OH^-．

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能在氧氣中燃燒生成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，以此解答該題．

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能在氧氣中燃燒生成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Ⅷ族； 
（2）反應④是鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應離子方程式為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）D為FeCl₃，F為Fe（OH）₃，則K為NH₃，與鹽酸反應生成氯化銨，為強酸弱堿鹽，水解呈酸性，溶液pH＜7，水解離子方程式為NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺，
故答案為：＜； NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺；   
（4）①KClO具有強氧化性，與氫氧化鐵發生氧化還原反應生成K₂FeO₄，反應的離子方程式為2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②K₂FeO₄具有強氧化性，形成原電池反應時應為正極，發生還原反應，電極方程式為2FeO₄^2-+6e^-+8 H₂O=2Fe（OH）₃+10 OH^-，
故答案為：正；2FeO₄^2-+6e^-+8 H₂O=2Fe（OH）₃+10 OH^-．

點評 本題考查無機物的推斷，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，說明為Al₂O₃，②鋁和B高溫下發生反應，說明為鋁熱反應，再結合物質的其它性質分析解答，題目難度較大．