Question

如图是无机物A～M在一定条件下的转化关系（部分产物及反应条件未列出）．其中，I的阳离子是由第三周期元素形成的简单离子中半径最小的，E是红褐色物质，K是红棕色物质．反应⑩为少量J的溶液与足量G的反应．

请填写下列空白：
（1）在周期表中，组成单质G的元素位于第

 

周期

 

族
（2）写出反应②的化学方程式

 

（3）写出反应④的离子方程式

 

（4）主族元素X与I某些性质相似，X的各层电子数相等．写出X与短周期原子半径最大元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式

 

（5）标准状况下，将一支充满了L、K和O₂的混合气体的烧瓶倒扣在盛满水的水槽里，水充满烧瓶，求烧瓶内溶液的浓度c的范围

 

mol/L（用分数表示，无需化简，假设生成的液体不扩散）

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：由反应4FeS₂+11O₂

高温  .

2Fe₂O₃+8SO₂知A、D为Fe₂O₃、SO₂中的一种，结合A+O₂→B知，A为SO₂，D为Fe₂O₃，B为SO₃，C为H₂SO₄；I是第三周期半径最小的金属元素组成的单质，应为Al；G、H为Al₂O₃和Fe中的一种；由K是一种红棕色气体可知K为NO₂，J为HNO₃，L为NO；又由G+HNO₃→M+NO↑分析知G为Fe，H为Al₂O₃；M应为Fe（NO₃）₃或Fe（NO₃）₂；联系反应④：M+H₂SO₄→F+NO↑知，M为Fe（NO₃）₂；F为Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；E应为Fe（OH）₃，至此全部物质已确定，题目所涉及的问题可顺利解决．

解答： 解：由反应4FeS₂+11O₂

高温  .

2Fe₂O₃+8SO₂知A、D为Fe₂O₃、SO₂中的一种，结合A+O₂→B知，A为SO₂，D为Fe₂O₃，B为SO₃，C为H₂SO₄；I是第三周期半径最小的金属元素组成的单质，应为Al；G、H为Al₂O₃和Fe中的一种；由K是一种红棕色气体可知K为NO₂，J为HNO₃，L为NO；又由G+HNO₃→M+NO↑分析知G为Fe，H为Al₂O₃；M应为Fe（NO₃）₃或Fe（NO₃）₂；联系反应④：M+H₂SO₄→F+NO↑知，M为Fe（NO₃）₂；F为Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；E应为Fe（OH）₃，
（1）G为Fe，位于周期表第四周期、Ⅷ族，故答案为：四；Ⅷ；
（2）反应②是二氧化硫催化氧化为三氧化硫，反应的化学方程式为：2SO₂+O₂

催化剂 .

△

2SO₃；
故答案为：2SO₂+O₂

催化剂 .

△

2SO₃；
（3）M中含有Fe²⁺和NO₃^-，在硫酸酸性条件下可发生氧化还原反应，反应的离子方程式为Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
故答案为：Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）主族元素X与I某些性质相似，X的各层电子数相等．写出X与短周期原子半径最大元素的最高价氧化物的水化物为氢氧化钠溶液，I为Al与NaOH反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，根据对角线规则可知Be的性质和Al相似，也能与碱反应，反应的离子方程式为：Be+2OH^-=BeO₂^2-+H₂↑；
故答案为：Be+2OH^-=BeO₂^2-+H₂↑；
（5）若混合气体是NO₂和O₂，且体积比为4：1，因为发生反应：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，生成硝酸的物质的量是溶于水的气体物质的量的

4

5

，所得溶液的体积等于溶于水的气体体积，所以所得溶液的物质的量浓度为

4

5×22.4

mol/L=

1

28

mol/L；
若混合气体是NO和O₂，且二者体积比为3：4，因为发生反应：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，生成硝酸的物质的量是溶于水的气体物质的量的

4

7

，所得溶液体积等于溶于水的气体体积，所得溶液的物质的量浓度为

4

7×22.4

moL/L=

1

32.9

mol/L，
因是三种物质的混合物，应介于二者之间，

1

32.9

mol/L～

1

28

mol/L；
故答案为：

1

32.9

mol/L～

1

28

mol/L．

点评：本题考查无机物的推断，为高频考点，侧重于学生的分析能力、计算能力的考查，题目难度中等，本题注意根据FeS₂与氧气反应的性质结合物质的反应特点和物理特性为突破口进行解答．