Question

已知（如图所示）①～④均为工业生产及应用中的常见反应．其中常温下B、D、J、P为气体，E为分子中原子个数之比为1：1的液体，M的焰色反应为黄色．A的相对分子质量为120，部分反应的产物已略去．
试回答下列问题：
（1）A的化学式为______；工业上反应①所用的设备名称是______．
（2）反应②的实验中，还需用到的药品是______、______（填药品名称）．
（3）反应④的化学方程式为______ Cl₂↑+H₂↑+2NaOH

Answer 1

【答案】分析：高中阶段常见的工业生产有硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业、硅酸盐工业．A的相对分子质量为120，且在高温下与B反应，推知反应①是硫酸工业中煅烧FeS₂的反应，B、D为气体，所以A为FeS₂，B为O₂，C为Fe₂O₃，D为SO₂，E为分子中原子个数之比为1：1的液体，能氧化SO₂，故E为H₂O₂，I为H₂SO₄．Fe₂O₃在高温下与F（Al）发生铝热反应生成G（Al₂O₃）和H（Fe）．电解熔融Al₂O₃得到O₂、F（Al），Fe与H₂SO₄反应生成FeSO₄与H₂，J为气体，则K为FeSO₄，J为H₂．M的焰色反应为黄色，含有钠元素，电解产生三种物质N、P与H₂，故M为NaCl，P为气体，则N为NaOH、P为Cl₂．
由于生成的Cl₂与H₂相遇容易发生爆炸，且Cl₂与NaOH溶液反应会导致氢氧化钠不纯，电解饱和食盐水使用阳离子交换膜阻止上述情况的发生．Cl₂与NaOH溶液反应生成的NaClO具有强氧化性，在溶液能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，从而生成Fe（OH）₃沉淀，ClO^-被还原为Cl^-，再根据电荷守恒、电子转移守恒、原子守恒配平可得反应的离子方程式．
解答：解：高中阶段常见的工业生产有硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业、硅酸盐工业．A的相对分子质量为120，且在高温下与B反应，推知反应①是硫酸工业中煅烧FeS₂的反应，B、D为气体，所以A为FeS₂，B为O₂，C为Fe₂O₃，D为SO₂，E为分子中原子个数之比为1：1的液体，能氧化SO₂，故E为H₂O₂，I为H₂SO₄．Fe₂O₃在高温下与F（Al）发生铝热反应生成G（Al₂O₃）和H（Fe），电解熔融Al₂O₃得到O₂、F（Al），Fe与H₂SO₄反应生成FeSO₄与H₂，J为气体，则K为FeSO₄，J为H₂．M的焰色反应为黄色，含有钠元素，电解产生三种物质N、P与H₂，故M为NaCl，P为气体，则N为NaOH、P为Cl₂．
（1）由上述分析可知，A为FeS₂，工业上反应①所用的设备名称是沸腾炉，故答案为：FeS₂；沸腾炉；
（2）反应②的实验是铝热反应，还需用到的药品是镁条、氯酸钾，故答案为：镁条；氯酸钾；
（3）反应④是电解饱和食盐水，化学方程式为：2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH；
由于生成的Cl₂与H₂相遇容易发生爆炸，且Cl₂与NaOH溶液反应会导致氢氧化钠不纯，电解饱和食盐水使用阳离子交换膜阻止上述情况的发生，
故答案为：2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH；防止生成的Cl₂与H₂相遇容易发生爆炸，避免Cl₂与NaOH溶液反应会导致氢氧化钠不纯；
（4）Cl₂与NaOH溶液反应生成的NaClO具有强氧化性，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，从而生成Fe（OH）₃沉淀，ClO^-被还原为Cl^-，再根据电荷守恒、电子转移守恒、原子守恒配平得：3ClO^-+6Fe²⁺+3H₂O=2Fe（OH）₃+4Fe³⁺+3Cl^-，
故答案为：3ClO^-+6Fe²⁺+3H₂O=2Fe（OH）₃+4Fe³⁺+3Cl^-．
点评：本题考查了无机物推断，主要涉及中学常见工业生产，综合性较强，（4）中离子方程式的书写为易错点、难点，注意利用守恒进行判断并配平．