Question

圖甲所示是中學化學常見物質間轉化關系，其中①、②是化工生產(chǎn)中重要的反應．D、E、F、G、M為單質；在常溫下，D、E、G、H為氣體，其中只有E為有色氣體，G是空氣中主要成分之一；F、M是生活中常見的金屬；K是不溶于水的白色固體，C的焰色反應呈黃色，P是M和紫黑色固體單質化合的產(chǎn)物；P、J、L、M中含有同種元素．（部分反應物、生成物已略去）

請回答下列問題：
（1）F單質中的元素在周期表中的位置為

 

；化合物C中含有的化學鍵為

 

．（在“離子鍵”、“極性共價鍵”、“非極性共價鍵”中選填）
（2）-定溫度下，在反應②中，當1mol熔融狀態(tài)下的B完全反應生成液態(tài)的F和氣態(tài)的G時吸收a kJ的能量，請寫出反應②的熱化學方程式

 

（3）等物質的量的E與P在溶液中反應的離子方程式為

 

（4）某同學為了使F轉化為K，且在生成一定量的K時消耗原料的物質的量最少，設計了如圖乙所示轉化方案．在該方案中，消耗的C和H的物質的量之比為

 

．（方案中C和H是溶液）

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題,元素及其化合物

分析：反應①②是重要的化工反應，D、E、F、G、M為單質，D、E、G、H為氣體，且只有E為有色氣體，G是空氣中主要成分之一，F(xiàn)、M是生活中常見的金屬，K是白色沉淀，C的焰色反應為黃色，說明含鈉元素，P是M和紫黑色固體單質化合的產(chǎn)物，P、J、L、M含有同種元素，由題干信息可知，反應①是電解飽和食鹽水的反應生成的有色氣體E是Cl₂，H為氣體為HCl，D為H₂；C為NaOH；G是空氣中主要成分之一，F(xiàn)、M是生活中常見的金屬，K白色沉淀加熱得到B說明為氧化物，所以反應②是電解Al₂O₃的反應生成F為Al，G為O₂，I為AlCl₃；推斷B為Al₂O₃，K為Al（OH）₃，由乙圖中轉化可知，H為HCl，C為NaOH，C+B=N是NaOH和Al₂O₃反應生成NaAlO₂的反應，F(xiàn)為Al、M為Fe是生活中常見的金屬，P是M和紫黑色固體單質為I₂，化合的產(chǎn)物推斷P為FeI₂，2Cl₂+2FeI₂=2FeCl₃+2I₂，判斷J為FeCl₃，灼燒得到Fe₂O₃，M為Fe符合轉化關系；F-K的轉化是Al和鹽酸反應生成氯化鋁，和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉溶液，氯化鋁和偏鋁酸鈉溶液混合生成氫氧化鋁沉淀，然后結合物質的性質及化學用語來解答．

解答： 解：反應①②是重要的化工反應，D、E、F、G、M為單質，D、E、G、H為氣體，且只有E為有色氣體，G是空氣中主要成分之一，F(xiàn)、M是生活中常見的金屬，K是白色沉淀，C的焰色反應為黃色，說明含鈉元素，P是M和紫黑色固體單質化合的產(chǎn)物，P、J、L、M含有同種元素，由題干信息可知，反應①是電解飽和食鹽水的反應生成的有色氣體E是Cl₂，H為氣體為HCl，D為H₂；C為NaOH；G是空氣中主要成分之一，F(xiàn)、M是生活中常見的金屬，K白色沉淀加熱得到B說明為氧化物，所以反應②是電解Al₂O₃的反應生成F為Al，G為O₂，I為AlCl₃；推斷B為Al₂O₃，K為Al（OH）₃，由乙圖中轉化可知，H為HCl，C為NaOH，C+B=N是NaOH和Al₂O₃反應生成NaAlO₂的反應，F(xiàn)為Al、M為Fe是生活中常見的金屬，P是M和紫黑色固體單質為I₂，化合的產(chǎn)物推斷P為FeI₂，2Cl₂+2FeI₂=2FeCl₃+2I₂，判斷J為FeCl₃，灼燒得到Fe₂O₃，M為Fe符合轉化關系；F-K的轉化是Al和鹽酸反應生成氯化鋁，和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉溶液，氯化鋁和偏鋁酸鈉溶液混合生成氫氧化鋁沉淀，
（1）F為Al，位于元素周期表中的第三周期第ⅢA族，C為NaOH，含離子鍵和極性共價鍵，故答案為：第三周期第ⅢA族；離子鍵和極性共價鍵；
（2）反應②中，當1mol熔融狀態(tài)下的B完全反應生成液態(tài)的F和氣態(tài)的G時吸收a kJ的能量，則2molAl₂O₃電解吸收2akJ的熱量，熱化學方程式為2Al₂O₃（l）

電解  .

4Al（l）+3O₂（g）△H=+2akJ/mol，故答案為：2Al₂O₃（l）

電解  .

4Al（l）+3O₂（g）△H=+2akJ/mol；
（3）等物質的量的E與P在溶液中，只有碘離子被氧化，則反應的離子方程式為2I^-+Cl₂═2Cl^-+I₂，故答案為：2I^-+Cl₂═2Cl^-+I₂；
（4）F轉化為K，且在生成一定量的K時消耗原料的物質的量最少，最佳途徑是鋁和鹽酸反應生成氯化鋁，鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉，氯化鋁和偏鋁酸鈉溶液混合發(fā)生雙水解反應，發(fā)生反應為2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、AlCl₃+3NaAlO₂+6H₂O=4Al（OH）₃↓+3NaCl，生成4molK時，消耗C（NaOH）為3mol，消耗3molH（HCl），消耗的C和H的物質的量之比為3mol：3mol=1：1，故答案為：1：1．

點評：本題考查無機物的推斷，明確物質的性質和轉化反應中現(xiàn)象的分析為解題關鍵，側重鋁及其化合物性質的應用、電解飽和食鹽水的氯堿工業(yè)、電解氧化鋁的工業(yè)制備鋁生產(chǎn)工業(yè)過程的考查，注意發(fā)生的化學反應即可解答，題目難度較大，（4）為解答的難點．