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A在工业上常用作耐火材料，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），L是目前应用最广泛的金属．请回答下列问题：
（1）若K为红棕色粉末，则引发C与K反应的操作为______
（2）写出电解E水溶液的化学方程式______ 2KOH+Cl₂↑+H₂↑

Answer 1

【答案】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；L是目前应用最广泛的金属，结合转化关系中C+K=A+L，和（1）中K为红棕色粉末，推断L为Fe，C为Al，K为Fe₂O₃；已知A在工业上常用作耐火材料，A为Al₂O₃，形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍，结合转化关系中A电解得到D为O₂，B在焰色反应中呈紫色（透过蓝色钴玻璃），判断含有钾元素，B加热分解得到氧气和E，证明B为KClO₃，推断E为KCl，电解水溶液得到F为KOH，G，I为氢气和氯气；结合转化关系中C+G=H可知，G为Cl₂，I为H₂，H为AlCl₃，J为KAlO₂，依据判断物质回答问题；
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；L是目前应用最广泛的金属，结合转化关系中C+K=A+L，和（1）中K为红棕色粉末，推断L为Fe，C为Al，K为Fe₂O₃；已知A在工业上常用作耐火材料，A为Al₂O₃，形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍，结合转化关系中A电解得到D为O₂，B在焰色反应中呈紫色（透过蓝色钴玻璃），判断含有钾元素，B加热分解得到氧气和E，证明B为KClO₃，推断E为KCl，电解水溶液得到F为KOH，G，I为氢气和氯气；结合转化关系中C+G=H可知，G为Cl₂，I为H₂，H为AlCl₃，J为KAlO₂，
（1）若K为红棕色粉末，则引发C与K反应的操作为铝热剂反应的引发条件为：铝热剂表面铺一层氯酸钾，将镁条点燃到插入固体混合物，
故答案为：铝热剂表面铺一层氯酸钾，将镁条点燃到插入固体混合物；
（2）电解E为KCl水溶液，反应的化学方程式为：2KCl+2H₂O2KOH+Cl₂↑+H₂↑，故答案为：2KCl+2H₂O2KOH+Cl₂↑+H₂↑；
（3）J为KAlO₂与H为AlCl₃在水溶液中发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀，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（KAlO₂），依据反应的定量关系，Al₂O₃～2Al～2AlCl₃；2KClO₃2KCl+3O₂↑，2KCl+2H₂O2KOH+Cl₂↑+H₂↑；
AlCl₃+4KOH=KAlO₂+3KCl+2H₂O；则AB在反应过程中的定量关系为：Al₂O₃～2Al～2AlCl₃～8KOH～8KCl～8KClO₃；则A、B的物质的量之比为 1：8；
故答案为：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓；1：8．
点评：本题考查了物质转化关系的分析判断，物质性质的应用，主要是铝热反应的应用，电解氯化钾溶液错误的判断，铝及其化合物的反应特征应用，题目难度中等．