Question

7．由短周期元素组成的物质之间的转化关系如下图所示．其中，A为两种元素组成的化合物，反应①中生成C、D物质的量之比为3：4，D是不溶于水的白色固体，除反应③⑤外其他反应均在溶液中进行，F、G是气态非金属单质，K是一种常见的非极性有机溶剂，密度比水大．（某些生成物和反应条件已略去）

（1）反应③的类型为取代反应；
（2）A的化学式是Al₄C₃；K的电子式；
（3）写出①反应的化学方程式：Al₄C₃+12H₂O═4Al（OH）₃+3CH₄↑；
（4）组成F的元素在元素周期表中的位置是第三周期ⅦA族；
（5）E中金属阳离子的检验方法取E的溶液进行焰色反应，若火焰颜色为黄色，则证明有Na⁺；
（6）写出反应⑦的离子方程式：Al³⁺+AlO₂^-+6H₂O═4Al（OH）₃↓；
（7）用离子方程式表示H溶液显碱性的原因AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-．

Answer 1

分析 K为有机非极性溶剂，密度大于水，判断K为CCl₄，由C和气体单质F生成，判断F为Cl₂，而C为CH₄，两者发生取代反应生成CCl₄；F由B溶液电解生成，同时生成非金属气体单质G，判断G为H₂，而所有元素均为短周期元素，判断B为NaCl，由此得E为NaOH，能与其反应的白色不溶于水的固体，又来自于①反应，①反应中A为两种元素组成，与水反应后生成CH₄，则A中含有C元素，联想到CaC₂与水的反应，确定A为金属碳化物，根据生成C和D的比例，确定A为Al₄C₃，则D为Al（OH）₃，与E（NaOH） 反应生成的H为NaAlO₂，G与F生成I为HCl，H与I（HCl）反应生成J为AlCl₃，J与H反应是Al³⁺与AlO₂^-离子发生双水解生成Al（OH）₃的反应．

解答 解：K为有机非极性溶剂，密度大于水，判断K为CCl₄，由C和气体单质F生成，判断F为Cl₂，而C为CH₄，两者发生取代反应生成CCl₄；F由B溶液电解生成，同时生成非金属气体单质G，判断G为H₂，而所有元素均为短周期元素，判断B为NaCl，由此得E为NaOH，能与其反应的白色不溶于水的固体，又来自于①反应，①反应中A为两种元素组成，与水反应后生成CH₄，则A中含有C元素，联想到CaC₂与水的反应，确定A为金属碳化物，根据生成C和D的比例，确定A为Al₄C₃，则D为Al（OH）₃，与E（NaOH） 反应生成的H为NaAlO₂，G与F生成I为HCl，H与I（HCl）反应生成J为AlCl₃，J与H反应是Al³⁺与AlO₂^-离子发生双水解生成Al（OH）₃的反应．
（1）反应③是甲烷与氯气发生取代反应生成四氯化碳，故答案为：取代反应；
（2）A化学式是Al₄C₃；K是CCl₄，电子式为，故答案为：Al₄C₃；；
（3）①反应的化学方程式：Al₄C₃+12H₂O═4Al（OH）₃+3CH₄↑，故答案为：Al₄C₃+12H₂O═4Al（OH）₃+3CH₄↑；
（4）组成F的元素为Cl，在元素周期表中的位置是：第三周期ⅦA族，故答案为：第三周期ⅦA族；
（5）E（NaOH）金属阳离子的检验方法：取E的溶液进行焰色反应，若火焰颜色为黄色，则证明有Na⁺，故答案为：取E的溶液进行焰色反应，若火焰颜色为黄色，则证明有Na⁺；
（6）反应⑦的离子方程式：Al³⁺+AlO₂^-+6H₂O═4Al（OH）₃↓，故答案为：Al³⁺+AlO₂^-+6H₂O═4Al（OH）₃↓；
（7）用离子方程式表示H（NaAlO₂）溶液显碱性的原因：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，故答案为：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-．

点评 本题是无机物框图推断题，考查学生对元素化合物知识的掌握和推理能力，K为推断突破口，关键是联想到CaC₂与水的反应，确定A为金属碳化物，难度较大．