Question

1．圖是無機物A～M在一定條件下的轉化關系（部分產物及反應條件未列出）．其中，I是既能與強酸反應生成氫氣又能與強堿反應生成氫氣的金屬，K是一種紅棕色氣體，D的俗名叫鐵紅，A是形成酸雨的主要氣體．

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）推導出下列物質的化學式：C：H₂SO₄ E：Fe（OH）₃
（2）在反應②、③、⑥、⑨中，既屬于化合反應又屬于非氧化還原反應的是③（填寫序號）．
（3）反應⑦的化學方程式是：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
反應⑩的離子方程式是：3Fe+2NO₃^-+8H⁺+=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O．
反應④的離子方程式是：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（4）將化合物D 與KNO₃、KOH 共融，可制得一種“綠色”環(huán)保高效凈水劑K₂FeO₄ （高鐵酸鉀）．同時還生成KNO₂和H₂O．該反應的化學方程式是：Fe₂O₃．

Answer 1

分析 I是既能與強酸反應生成氫氣又能與強堿反應生成氫氣的金屬，判斷為Al，K是一種紅棕色氣體，判斷為NO₂；D的俗名叫鐵紅為Fe₂O₃；，A是形成酸雨的主要氣體為SO₂，由反應4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂知A、D為Fe₂O₃、A為SO₂，結合A+O₂ →B知，A為SO₂，D為Fe₂O₃，B為SO₃，C為H₂SO₄；I是既能與強酸反應生成氫氣又能與強堿反應生成氫氣的金屬為Al；G、H為Al₂O₃和Fe中的一種；由K是一種紅棕色氣體，K為NO₂，J為HNO₃，L為NO；又由G+HNO₃ →M+NO↑分析知G為Fe，H為Al₂O₃；M應為Fe（NO₃）₃或Fe（NO₃）₂；聯(lián)系反應④M+H₂SO₄ →F+NO↑知，M為Fe（NO₃）₂、F為Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；E應為Fe（OH）₃，至此全部物質已確定：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，據此進行解答．

解答 解：I是既能與強酸反應生成氫氣又能與強堿反應生成氫氣的金屬，判斷為Al，K是一種紅棕色氣體，判斷為NO₂；D的俗名叫鐵紅為Fe₂O₃；，A是形成酸雨的主要氣體為SO₂，由反應4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂知A、D為Fe₂O₃、A為SO₂，結合A+O₂ →B知，A為SO₂，D為Fe₂O₃，B為SO₃，C為H₂SO₄；I是既能與強酸反應生成氫氣又能與強堿反應生成氫氣的金屬為Al；G、H為Al₂O₃和Fe中的一種；由K是一種紅棕色氣體，K為NO₂，J為HNO₃，L為NO；又由G+HNO₃ →M+NO↑分析知G為Fe，H為Al₂O₃；M應為Fe（NO₃）₃或Fe（NO₃）₂；聯(lián)系反應④：M+H₂SO₄ →F+NO↑知，M為Fe（NO₃）₂；F為Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；E應為Fe（OH）₃，至此全部物質已確定，分別為：A、SO₂；B、SO₃；C、H₂SO₄；D、Fe₂O₃；E、Fe（OH）₃；F、Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；G、Fe；H、Al₂O₃；I、Al；J、HNO₃；K、NO₂；L、NO；M、Fe（NO₃）₂，
（1）依據題干條件和推斷，A是酸雨主要成分為：SO₂，A$\stackrel{O_{2}}{→}$B$\stackrel{H_{2}O}{→}$C，推知C為H₂SO₄；D為鐵紅Fe₂O₃，E為Fe（OH）₃，
故答案為：H₂SO₄ ；Fe（OH）₃；
（2）反應②為：2SO₂+O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO₃；是化合反應、氧化還原反應；反應③為：SO₃+H₂O=H₂SO₄；化合反應、非氧化還原反應；反應⑥為：2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O，；分解反應、非氧化還原反應；反應⑨為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；氧化還原反應；在反應②、③、⑥、⑨中，既屬于化合反應又屬于非氧化還原反應的是③，
故答案為：③
（3）反應⑦的化學方程式為鋁熱反應，化學方程式為：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
反應⑩的離子方程式是3Fe+2 NO₃^-+8H⁺+=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
反應④是硝酸亞鐵和硫酸反應，利用溶液中的稀硝酸把亞鐵離子氧化，反應的離子方程式是：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；3Fe+2 NO₃^-+8H⁺+=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（ 4 ）將化合物D（Fe₂O₃）與KNO₃、KOH 共融，可制得一種“綠色”環(huán)保高效凈水劑K₂FeO₄ （高鐵酸鉀），同時還生成KNO₂和H₂O，該反應的化學方程式是：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學反應類型、原電池的原理應用，氧化還原反應等知識，物質的量不同產物不同，利用反應的量判斷生成產物，題目難度中等，注意把握電極反應式的書寫方法．