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；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）．
请回答：
（1）已知K为红棕色粉末，写出C与K反应的化学方程式

 

，引发该反应的操作为

 

．
（2）写出C与F反应的离子方程式

 

．
（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，则A、B的物质的量之比为

 

．

Answer 1

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，形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍，原子最外层最多排列8个电子，则D原子的次外层是第一电子层，所以D是O元素；B在焰色反应中呈紫色（透过蓝色钴玻璃），说明B中含有钾元素，电解A生成氧气和单质C，则A是氧化物且应该是金属氧化物，则C是金属单质，C和K高温下能生成A和L，所以该反应是铝热反应，则C是Al，A是Al₂O₃，K是金属氧化物，L是金属单质；
B含有钾元素且分解时能生成氧气，根据中学知识知，B是KClO₃，E为KCl，电解氯化钾溶液生成氯气、氢气和氢氧化钾，G和I是气体，则F为KOH，氧气和G能反应，则G是Cl₂，I为H₂，H是AlCl₃，氯化铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾溶液，则J是KAlO₂．

解答：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，形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍，原子最外层最多排列8个电子，则D原子的次外层是第一电子层，所以D是O元素；B在焰色反应中呈紫色（透过蓝色钴玻璃），说明B中含有钾元素，电解A生成氧气和单质C，则A是氧化物且应该是金属氧化物，则C是金属单质，C和K高温下能生成A和L，所以该反应是铝热反应，则C是Al，A是Al₂O₃，K是金属氧化物，L是金属单质；
B含有钾元素且分解时能生成氧气，根据中学知识知，B是KClO₃，E为KCl，电解氯化钾溶液生成氯气、氢气和氢氧化钾，G和I是气体，则F为KOH，氧气和G能反应，则G是Cl₂，I为H₂，H是AlCl₃，氯化铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾溶液，则J是KAlO₂，
（1）已知K为红棕色粉末，则K是Fe₂O₃，该铝热反应方程式为Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+2Fe，引发该反应的操作为在铝热剂的表面加少量氯酸钾固体，再插入镁条，最后点燃镁条，
故答案为：Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+2Fe；在铝热剂的表面加少量氯酸钾固体，再插入镁条，最后点燃镁条；
（2）C是铝，F是氢氧化钾，铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾和氢气，离子反应方程式为：
2Al+2H₂O+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂↑，故答案为：2Al+2H₂O+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂↑；
（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KAlO₂，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KAlO₂，故答案为：1：8．

点评：本题考查了物质间的转化、物质性质等知识点，明确物质的状态、特殊性质及某些特殊反应类型是解本题关键，如铝热反应、物质的颜色等特殊性质或现象都是解题的题眼，要注意总结归纳，难度中等．