Question

已知A～J分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间相互关系如图所示（部分反应物、生成物没有列出），且已知G为主族金属元素的固态氧化物，A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种金属元素．
请填写下列空白：
（1）A、B、C、D、E、F六种物质中所含金属元素在周期表中的位置

 

．
（2）写出反应①、⑥的化学方程式：
反应①：

 

；
反应⑥：

 

；并指出该反应过程中观察到的明显现象

 

．
（3）写出反应④、⑤的离子方程式：
反应④：

 

；
反应⑤：

 

．
（4）工业生产上按反应③的原理制备1Kg金属I，理论上可产生标准状态下H气体

 

m³（计算结果请保留2位小数）．

Answer 1

考点：无机物的推断,常见金属元素的单质及其化合物的综合应用

专题：推断题,几种重要的金属及其化合物

分析：G为主族元素的固态氧化物，可以和氢氧化钠反应，且能电解，说明应为离子化合物，可判断为两性氧化物Al₂O₃，与NaOH反应生成NaAlO₂，则J为NaAlO₂，电解生成O₂和Al，由反应④可知，I为Al，则H为O₂，A为金属，B为氧化物，与盐酸反应生成的C和D为氯化物，E和F为氢氧化物，且E可转化为F，可知E为Fe（OH）₂，F为Fe（OH）₃，
则D为FeCl₃，C为FeCl₂，所以B为Fe₃O₄，与Al在高温下发生铝热反应生成A，A为Fe，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题．

解答： 解：G为主族元素的固态氧化物，可以和氢氧化钠反应，且能电解，说明应为离子化合物，可判断为两性氧化物Al₂O₃，与NaOH反应生成NaAlO₂，则J为NaAlO₂，电解生成O₂和Al，由反应④可知，I为Al，则H为O₂，A为金属，B为氧化物，与盐酸反应生成的C和D为氯化物，E和F为氢氧化物，且E可转化为F，可知E为Fe（OH）₂，F为Fe（OH）₃，
则D为FeCl₃，C为FeCl₂，所以B为Fe₃O₄，与Al在高温下发生铝热反应生成A，A为Fe，
（1）A、B、C、D、E、F六种物质中所含金属元素为铁，位于周期表第四周期Ⅷ族，故答案为：第四周期Ⅷ族；
（2）反应①铝热反应，方程式为8Al+3Fe₃O₄

高温  .

4Al₂O₃+9Fe，反应⑥为Fe（OH）₂被氧化生成Fe（OH）₃的反应，反应的方程式为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=Fe（OH）₃，该反应过程中观察到的明显现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，
故答案为：8Al+3Fe₃O₄ 

高温  .

4Al₂O₃+9Fe；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=Fe（OH）₃； 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；
（3）反应④为铝和氢氧化钠的反应，反应的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，反应⑤为Fe₃O₄和盐酸的反应，
反应的离子方程式为Fe₃O₄+8H⁺=2 Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑； Fe₃O₄+8H⁺=2 Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O；
（4）工业生产上按反应③的原理制备1Kg金属Al，n（Al）=

1000

27

mol，反应的方程式为2Al₂O₃

电解  .

4Al+3O₂，由方程式可知生成n（O₂）=

1000

27

mol×

3

4

=

1000

36

mol，
则V（O₂）=

1000

36

mol×22.4L/mol=0.62×10³L=0.62m³，
故答案为：0.62．

点评：本题考查无机物的推断，侧重于学生的分析能力和元素化合物知识的综合运用的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握推断题的突破口，抓住物质的性质为解答该题的关键，结合反应的方程式计算，难度中等．