Question

A～J分别代表中学化学中常见的一种单质或化合物，其转化关系如图．
已知C、D、G、I为短周期元素形成的单质，D、G、I常温下为气态，且G 为黄绿色；形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍；B在焰色反应中呈紫色（透过蓝色钴玻璃）；K为红棕色粉末．
请回答：
（1）I在G中燃烧时的现象为______．
（2）L是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，L作阴极，写出电解E水溶液的化学方程式______．
（3）写出C与K反应的化学方程式______，引发该反应的操作为______．
（4）J与H反应的离子方程式为______．若在上述转化关系中每一步反应均为恰好反应，且不考虑C+K→A+L的变化时，为了最终得到J，则A、B的物质的量之比为______．

Answer 1

解：C、D、G、I为短周期元素形成的单质，D、G、I常温下为气态，且G 为黄绿色判断为Cl₂；形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍推断为氧元素；B在焰色反应中呈紫色（透过蓝色钴玻璃）说明含有钾元素；K为红棕色粉末，判断为Fe₂O₃；L是常见金属，结合转化关系：C+K（Fe₂O₃）=L（Fe）+A；说明C为Al，A为Al₂O₃，H为AlCl₃，转化关系E的水溶液电解得到F、G（Cl₂）、I在G中燃烧判断I为H₂，生成的产物为HCl，B加热生成D（O₂）和E，判断E为KClO₃，E为KCl，F为KOH；J为NaAlO₂；
（1）I（H₂）在G（Cl₂）中燃烧时生成氯化氢，在瓶口氯化氢遇到水蒸气形成盐酸小液滴，反应的现象为：火焰呈苍白色，并有白雾出现，故答案为：火焰呈苍白色，并有白雾出现；
（2）依据判断可知，L为Fe，电解E（KCl）水溶液的化学方程式为：2KCl+2H₂O  2KOH+H₂↑+Cl₂↑，故答案为：2KCl+2H₂O2KOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）C（Al）与K（Fe₂O₃）反应是铝热反应，反应的化学方程式为：2Al+Fe₂O₃  Al₂O₃+2Fe；引发该铝热反应的操作为：在Al与Fe₂O₃混合物中加KClO₃粉末，插上镁条，点燃镁条，故答案为：2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe；在Al与Fe₂O₃混合物中加KClO₃粉末，插上镁条，点燃镁条；
（4）J（NaAlO₂ ）与H（AlCl₃）反应发生双水解反应，反应的离子方程式为：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；若在上述转化关系中每一步反应均为恰好反应，且不考虑C+K→A+L的变化时，为了最终得到J，发生的反应为：Al₂O₃～2Al～2Al³⁺；KClO₃～KCl～KOH，若铝离子和过量氢氧化钾反应生成J为NaAlO₂，则Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-；依据反应可知，需要Al₂O₃和KClO₃物质的量为1：8反应生成NaAlO₂，故答案为：1：8．
分析：C、D、G、I为短周期元素形成的单质，D、G、I常温下为气态，且G 为黄绿色判断为Cl₂；形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍推断为氧元素；B在焰色反应中呈紫色（透过蓝色钴玻璃）说明含有钾元素；K为红棕色粉末，判断为Fe₂O₃；L是常见金属，结合转化关系：C+K（Fe₂O₃）=L（Fe）+A；说明C为Al，A为Al₂O₃，H为AlCl₃，转化关系E的水溶液电解得到F、G（Cl₂）、I在G中燃烧判断I为H₂，生成的产物为HCl，B加热生成D（O₂）和E，判断E为KClO₃，E为KCl，F为KOH；J为NaAlO₂，依据推断出的各物质回答问题．
点评：本题考查了原子结构和元素判断，物质转化关系，铝及其化合物性质的应用，主要考查实验室制氧气、电解氯化钾溶液，电解制铝单质，铝热反应，原子守恒的计算应用．