Question

1．图是无机物A～M在一定条件下的转化关系（部分产物及反应条件未列出）．其中，I是既能与强酸反应生成氢气又能与强碱反应生成氢气的金属，K是一种红棕色气体，D的俗名叫铁红，A是形成酸雨的主要气体．

请填写下列空白：
（1）推导出下列物质的化学式：C：H₂SO₄ E：Fe（OH）₃
（2）在反应②、③、⑥、⑨中，既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是③（填写序号）．
（3）反应⑦的化学方程式是：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
反应⑩的离子方程式是：3Fe+2NO₃^-+8H⁺+=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O．
反应④的离子方程式是：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（4）将化合物D 与KNO₃、KOH 共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K₂FeO₄ （高铁酸钾）．同时还生成KNO₂和H₂O．该反应的化学方程式是：Fe₂O₃．

Answer 1

分析 I是既能与强酸反应生成氢气又能与强碱反应生成氢气的金属，判断为Al，K是一种红棕色气体，判断为NO₂；D的俗名叫铁红为Fe₂O₃；，A是形成酸雨的主要气体为SO₂，由反应4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂知A、D为Fe₂O₃、A为SO₂，结合A+O₂ →B知，A为SO₂，D为Fe₂O₃，B为SO₃，C为H₂SO₄；I是既能与强酸反应生成氢气又能与强碱反应生成氢气的金属为Al；G、H为Al₂O₃和Fe中的一种；由K是一种红棕色气体，K为NO₂，J为HNO₃，L为NO；又由G+HNO₃ →M+NO↑分析知G为Fe，H为Al₂O₃；M应为Fe（NO₃）₃或Fe（NO₃）₂；联系反应④M+H₂SO₄ →F+NO↑知，M为Fe（NO₃）₂、F为Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；E应为Fe（OH）₃，至此全部物质已确定：A、SO₂；B、SO₃；C、H₂SO₄；D、Fe₂O₃；E、Fe（OH）₃；F、Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；G、Fe；H、Al₂O₃；I、Al；J、HNO₃；K、NO₂；L、NO；M、Fe（NO₃）₂，据此进行解答．

解答 解：I是既能与强酸反应生成氢气又能与强碱反应生成氢气的金属，判断为Al，K是一种红棕色气体，判断为NO₂；D的俗名叫铁红为Fe₂O₃；，A是形成酸雨的主要气体为SO₂，由反应4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂知A、D为Fe₂O₃、A为SO₂，结合A+O₂ →B知，A为SO₂，D为Fe₂O₃，B为SO₃，C为H₂SO₄；I是既能与强酸反应生成氢气又能与强碱反应生成氢气的金属为Al；G、H为Al₂O₃和Fe中的一种；由K是一种红棕色气体，K为NO₂，J为HNO₃，L为NO；又由G+HNO₃ →M+NO↑分析知G为Fe，H为Al₂O₃；M应为Fe（NO₃）₃或Fe（NO₃）₂；联系反应④：M+H₂SO₄ →F+NO↑知，M为Fe（NO₃）₂；F为Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；E应为Fe（OH）₃，至此全部物质已确定，分别为：A、SO₂；B、SO₃；C、H₂SO₄；D、Fe₂O₃；E、Fe（OH）₃；F、Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；G、Fe；H、Al₂O₃；I、Al；J、HNO₃；K、NO₂；L、NO；M、Fe（NO₃）₂，
（1）依据题干条件和推断，A是酸雨主要成分为：SO₂，A$\stackrel{O_{2}}{→}$B$\stackrel{H_{2}O}{→}$C，推知C为H₂SO₄；D为铁红Fe₂O₃，E为Fe（OH）₃，
故答案为：H₂SO₄ ；Fe（OH）₃；
（2）反应②为：2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO₃；是化合反应、氧化还原反应；反应③为：SO₃+H₂O=H₂SO₄；化合反应、非氧化还原反应；反应⑥为：2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O，；分解反应、非氧化还原反应；反应⑨为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；氧化还原反应；在反应②、③、⑥、⑨中，既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是③，
故答案为：③
（3）反应⑦的化学方程式为铝热反应，化学方程式为：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
反应⑩的离子方程式是3Fe+2 NO₃^-+8H⁺+=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
反应④是硝酸亚铁和硫酸反应，利用溶液中的稀硝酸把亚铁离子氧化，反应的离子方程式是：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案为：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；3Fe+2 NO₃^-+8H⁺+=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（ 4 ）将化合物D（Fe₂O₃）与KNO₃、KOH 共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K₂FeO₄ （高铁酸钾），同时还生成KNO₂和H₂O，该反应的化学方程式是：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，
故答案为：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O．

点评 本题考查较为综合，涉及化学反应类型、原电池的原理应用，氧化还原反应等知识，物质的量不同产物不同，利用反应的量判断生成产物，题目难度中等，注意把握电极反应式的书写方法．