Question

11．A、B、C、D、E、F、G七種物質間存在如圖所示的轉化關系，其中A、B、D、G含有同種元素．

已知：A為金屬單質，B為紅褐色固體，E為密度最小的氣體，G為淺綠色的溶液．
D的水溶液為黃色溶液，能與硝酸銀溶液反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀．
在水溶液中D能將某氧化物氧化為F，F是含有三種元素的化合物．請回答下列問題：
（1）構成C物質的元素在周期表中的位置是第三周期第ⅤⅡA主族，在短周期主族元素中，該元素與其相鄰元素的原子半徑從大到小的順序是S＞Cl＞F（用元素符號表示）．
（2）D的水溶液呈酸性，請用離子方程式解釋原因：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．
（3）上述反應中屬于置換反應的是②⑤（填序號）．
（4）反應③（即D將某種氧化物氧化為F）的離子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
（5）氣體C通入KI溶液中，氧化產物為KIO₃，則氧化劑與還原劑物質的量之比為3：1．

Answer 1

分析 E為密度最小的氣體是氫氣；G為淺綠色溶液說明含有亞鐵離子；D為黃色溶液，說明含有鐵離子，能與硝酸銀溶液反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，說明含有氯離子，所以D是氯化鐵；A是金屬，A和C反應生成氯化鐵，所以A是鐵，C是氯氣；氯化鐵能轉化為紅褐色固體，所以B是氫氧化鐵；F和鐵反應生成氫氣和亞鐵鹽，D能將某種氧化物氧化為F，說明該氧化物具有還原性，所以該氧化物是二氧化硫，二氧化硫和氯化鐵反應生成硫酸，F是含有三種元素的化合物，所以F是硫酸，則G是硫酸亞鐵，
（1）構成C物質的元素是氯元素，與其相鄰元素為F和S，同周期原子半徑減小，同主族原子半徑增大；
（2）上述分析判斷D為FeCl₃，氯化鐵是強酸弱堿鹽能水解生成氫氧化鐵和氫離子，溶液顯酸性；
（3）一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物；
（4）鐵離子和二氧化硫發生氧化還原反應生成亞鐵離子和硫酸；
（5）氯氣能氧化碘單質生成碘酸，氣體Cl₂通入KI溶液中，氧化產物為KIO₃．

解答 解：E為密度最小的氣體是氫氣；G為淺綠色溶液說明含有亞鐵離子；D為黃色溶液，說明含有鐵離子，能與硝酸銀溶液反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，說明含有氯離子，所以D是氯化鐵；A是金屬，A和C反應生成氯化鐵，所以A是鐵，C是氯氣；氯化鐵能轉化為紅褐色固體，所以B是氫氧化鐵；F和鐵反應生成氫氣和亞鐵鹽，D能將某種氧化物氧化為F，說明該氧化物具有還原性，所以該氧化物是二氧化硫，二氧化硫和氯化鐵反應生成硫酸，F是含有三種元素的化合物，所以F是硫酸，則G是硫酸亞鐵．
（1）構成C物質的元素是氯元素，在周期表中的位置是第三周期第ⅤⅡA主族；在短周期主族元素中氯元素與其相鄰元素的原子半徑從大到小的順序是S＞Cl＞F；
故答案為：第三周期第ⅤⅡA主族；S＞Cl＞F；
（2）上述分析判斷D為FeCl₃，氯化鐵是強酸弱堿鹽能水解生成氫氧化鐵和氫離子，導致溶液中氫離子濃度大于氫氧根離子濃度，所以氯化鐵水溶液中鐵離子水解顯酸性，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
故答案為：酸；Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
（3）一種單質和一種化合物反應生成另外的單質和化合物的化學反應是置換反應，反應②中氫氣還原氧化鐵生成鐵屬于置換反應，⑤中硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣屬于置換反應，故選②⑤，
故答案為：②⑤；
（4）鐵鹽有氧化性，二氧化硫有還原性，所以鐵離子和二氧化硫發生氧化還原反應生成亞鐵離子和硫酸，反應離子方程式為2Fe³⁺+SO₂+2 H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2 H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（5）氯氣有強氧化性，碘離子有還原性，所以二者能發生氧化還原反應生成碘單質，反應離子方程式為：Cl₂+2I^-=I₂+2Cl^-，繼續通入氯氣，氯氣能氧化碘單質生成碘酸，導致溶液褪色，所以看到的現象是溶液褪色，反應方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，則3Cl₂+KI+3H₂O=KIO₃+6HCl，反應中氧化劑Cl₂和還原劑KI物質的量之比為3：1，
故答案為：3：1．

點評 本題以物質推斷為載體考查了元素化合物的性質，以“D為黃色溶液，能與硝酸銀溶液反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀”為題眼來正確推斷物質是解本題的關鍵，注意鐵離子能把二氧化硫氧化呈硫酸不是三氧化硫，題目難度中等．