Question

7．A～I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：已知G在生产中可作为一种耐火材料，F是红褐色难溶于水的沉淀，A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素，其中I+B→A+G属于置换反应．（部分反应物、生成物没有列出）．

请填写下列空白：
（1）如何检验D中阳离子取一定量的D溶液于试管中，滴加适量的KSCN溶液，若溶液出现血红色，则说明含Fe³⁺．
（2）写出反应②的化学方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，写出反应⑦的离子方程式：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O
（3）E在空气中变成F的实验现象是白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色．
（4）计算该反应中若转移2mol电子，需要标况下的O₂11.2L．
（5）将等质量的铜、锌、铁三种金属混合物a g加入盐酸和D的溶液中，充分反应后：
①若无固体剩余，则溶液中的阳离子一定有Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺，可能有H⁺、Fe³⁺；
②若剩余固体为$\frac{a}{3}$g，则溶液中的阳离子一定有Zn²⁺、Fe²⁺，可能有H⁺，一定没有Cu²⁺、Fe³⁺．

Answer 1

分析 F是红褐色难溶于水的沉淀，则F是Fe（OH）₃，E在空气中被氧化生成氢氧化铁，则E是Fe（OH）₂，C和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁，根据元素守恒知，C中含有亚铁离子，D和氨水反应生成氢氧化铁，则D中含有铁离子，B和盐酸反应生成亚铁离子、铁离子，则B为Fe₃O₄，A和水蒸气反应生成四氧化三铁，则A是Fe，I+B→A+G属于置换反应，且该反应在高温条件下反应，则为铝热反应，所以I是Al，G是Al₂O₃，电解氧化铝生成铝和氧气，所以H是O₂，氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，所以J是NaAlO₂，然后结合元素化合物知识来解答．

解答 解：F是红褐色难溶于水的沉淀，则F是Fe（OH）₃，E在空气中被氧化生成氢氧化铁，则E是Fe（OH）₂，C和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁，根据元素守恒知，C中含有亚铁离子，D和氨水反应生成氢氧化铁，则D中含有铁离子，B和盐酸反应生成亚铁离子、铁离子，则B为Fe₃O₄，A和水蒸气反应生成四氧化三铁，则A是Fe，I+B→A+G属于置换反应，且该反应在高温条件下反应，则为铝热反应，所以I是Al，G是Al₂O₃，电解氧化铝生成铝和氧气，所以H是O₂，氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，所以J是NaAlO₂，
（1）D为氯化铁溶液，铁离子和氢氧根离子反应生成红褐色沉淀，和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液，所以可以用氢氧化钠或硫氰化钾溶液检验铁离子，其操作方法是：取一定量的D溶液于试管中，滴加适量的KSCN溶液，若溶液出现血红色，则说明含Fe³⁺，
故答案为：取一定量的D溶液于试管中，滴加适量的KSCN溶液，若溶液出现血红色，则说明含Fe³⁺；
（2）②铁和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
⑦氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，离子反应方程式为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂ ^-+H₂O，
故答案为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂ ^-+H₂O；
（3）E是白色的氢氧化亚铁，F是红褐色的氢氧化铁，白色的氢氧化亚铁不溶于水，也不稳定，易被空气中氧气氧化而迅速变为灰绿色，最后变化红褐色，
故答案为：白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色；
（4）由转移电子的方向和数目为可知，若转移2mol电子，需要标况下的O₂ 为0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案为：11.2；
（5）还原性Zn＞Fe＞Cu，氧化性为Fe³⁺＞H⁺，
①氯化铁能溶解铜、锌、铁，而盐酸只能溶解锌、铁；又因为三种金属性强弱顺序是Zn＞Fe＞Cu，所以若无固体剩余，则溶液中的阳离子一定有Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺；可能还含有铁离子、H⁺，
故答案为：Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺；H⁺、Fe³⁺；
②若剩余固体为$\frac{a}{3}$g，由于金属还原性：Zn＞Fe＞Cu，则剩余的固体一定为铜，则溶液中的阳离子一定有Zn²⁺、Fe²⁺；而一定没有Cu²⁺、Fe³⁺，H⁺可能含有，也可能没有，
故答案为：Zn²⁺、Fe²⁺；H⁺；Cu²⁺、Fe³⁺．

点评 本题考查无机物的推断，为高频考点，把握红褐色沉淀F为氢氧化铁、G为氧化铝及元素化合物知识为解答的关键，侧重分析与推断能力的考查，综合性较强，注意氧化还原反应的应用，题目难度中等．