Question

5．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（部分反应物、生成物没有列出），且已知G为主族元素的固态氧化物，A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素．
请填写下列空白：
（1）A、B、C、D、E、F六种物质中所含同一种元素在周期表中位置第四周期、第Ⅷ族；
（2）写出反应①的化学方程式8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；
（3）写出反应④的离子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）写出反应③的电极方程式：
阳极：3O₂^2--6e^-=3O₂↑       阴极：2Al³⁺+6e^-=2Al
（5）从能量变化的角度看，①②③反应中属于△H＜0的反应是①②．（填序号）

Answer 1

分析 G为主族元素的固态氧化物，电解G得到I和H，G能和氢氧化钠溶液反应生成J，工业上用电解氧化铝的方法冶炼铝，则G是Al₂O₃，I能和氢氧化钠溶液反应生成J，则I是Al，J是NaAlO₂，H是O₂，Al和B能在高温下反应生成A，A能在H中燃烧生成B，铝在高温下能发生铝热反应，则B是金属氧化物，A是金属单质，B和盐酸反应生成C和D，C和氢氧化钠反应生成E，D和氨水反应生成F，E在空气中反应生成F，说明E不稳定，易被氧气氧化，且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素，则A是Fe，B为Fe₃O₄，C为FeCl₂，D为FeCl₃，E为Fe（OH）₂，F为Fe（OH）₃，结合对应单质、化合物的性质解答该题．

解答 解：G为主族元素的固态氧化物，电解G得到I和H，G能和氢氧化钠溶液反应生成J，工业上用电解氧化铝的方法冶炼铝，则G是Al₂O₃，I能和氢氧化钠溶液反应生成J，则I是Al，J是NaAlO₂，H是O₂，Al和B能在高温下反应生成A，A能在H中燃烧生成B，铝在高温下能发生铝热反应，则B是金属氧化物，A是金属单质，B和盐酸反应生成C和D，C和氢氧化钠反应生成E，D和氨水反应生成F，E在空气中反应生成F，说明E不稳定，易被氧气氧化，且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素，则A是Fe，B为Fe₃O₄，C为FeCl₂，D为FeCl₃，E为Fe（OH）₂，F为Fe（OH）₃，
（1）A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素是Fe元素，铁元素位于第四周期第Ⅷ族，故答案为：第四周期、第Ⅷ族；
（2）反应①是高温下铝和四氧化三铁反应生成氧化铝和铁，反应方程式为8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe，
故答案为：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；
（3）反应④是铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）G是Al₂O₃，电解氧化铝，阳极发生3O₂^2--6e^-=3O₂↑；阴极发生2Al³⁺+6e^-=2Al，故答案为：3O₂^2--6e^-=3O₂↑；2Al³⁺+6e^-=2Al；
（5）铝热反应和燃烧反应都是放热反应，故答案为：①②．

点评 本题考查无机物的推断，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，题目难度较大，注意推断的关键点：①G为主族元素的固态氧化物，在电解条件下生成I和H，能与NaOH溶液反应，说明G为Al₂O₃，②C、D分别和碱反应生成E、F，则说明E、F都为氢氧化物，E能转化为F，应为Fe（OH）₂→Fe（OH）₃的转化．