Question

2．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六种物质中含有的同一种元素X，该元素在周期表中的位置第四周期Ⅷ族．
（2）写出反应④的离子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（3）若向气体K的水溶液中加入盐酸，使其恰好完全反应，所得溶液的pH＜7 （填“＞”、“＜”或“=”）； 用离子方程式表示其原因：NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺．
（4）化合物F可以与KClO在强碱性条件下制得化合物M（化学式可表示为K₂XO₄），该化合物是一种强氧化剂，可以作为水处理剂和高容量电池材料
①写出生成化合物M的离子方程式2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O．
②已知M与金属Zn可以组成碱性电池，则M在该电池中作正极，写出该电极反应式2FeO₄^2-+6e^-+8H₂O=2Fe（OH）₃+10OH^-．

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能在氧气中燃烧生成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，以此解答该题．

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能在氧气中燃烧生成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Ⅷ族； 
（2）反应④是铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应离子方程式为：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）D为FeCl₃，F为Fe（OH）₃，则K为NH₃，与盐酸反应生成氯化铵，为强酸弱碱盐，水解呈酸性，溶液pH＜7，水解离子方程式为NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺，
故答案为：＜； NH₄⁺+H₂ONH₃•H₂O+H⁺；   
（4）①KClO具有强氧化性，与氢氧化铁发生氧化还原反应生成K₂FeO₄，反应的离子方程式为2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
②K₂FeO₄具有强氧化性，形成原电池反应时应为正极，发生还原反应，电极方程式为2FeO₄^2-+6e^-+8 H₂O=2Fe（OH）₃+10 OH^-，
故答案为：正；2FeO₄^2-+6e^-+8 H₂O=2Fe（OH）₃+10 OH^-．

点评 本题考查无机物的推断，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，说明为Al₂O₃，②铝和B高温下发生反应，说明为铝热反应，再结合物质的其它性质分析解答，题目难度较大．