Question

圖甲所示是中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系，其中①、②是化工生產(chǎn)中重要的反應(yīng)．D、E、F、G、M為單質(zhì)；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(jiàn)的金屬；K是不溶于水的白色固體，C的焰色反應(yīng)呈黃色，P是M和紫黑色固體單質(zhì)化合的產(chǎn)物；P、J、L、M中含有同種元素．（部分反應(yīng)物、生成物已略去）

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）F單質(zhì)中的元素在周期表中的位置為

 

；化合物C中含有的化學(xué)鍵為

 

．（在“離子鍵”、“極性共價(jià)鍵”、“非極性共價(jià)鍵”中選填）
（2）-定溫度下，在反應(yīng)②中，當(dāng)1mol熔融狀態(tài)下的B完全反應(yīng)生成液態(tài)的F和氣態(tài)的G時(shí)吸收a kJ的能量，請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式

 

（3）等物質(zhì)的量的E與P在溶液中反應(yīng)的離子方程式為

 

（4）某同學(xué)為了使F轉(zhuǎn)化為K，且在生成一定量的K時(shí)消耗原料的物質(zhì)的量最少，設(shè)計(jì)了如圖乙所示轉(zhuǎn)化方案．在該方案中，消耗的C和H的物質(zhì)的量之比為

 

．（方案中C和H是溶液）

Answer 1

考點(diǎn)：無(wú)機(jī)物的推斷

專(zhuān)題：推斷題,元素及其化合物

分析：反應(yīng)①②是重要的化工反應(yīng)，D、E、F、G、M為單質(zhì)，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(jiàn)的金屬，K是白色沉淀，C的焰色反應(yīng)為黃色，說(shuō)明含鈉元素，P是M和紫黑色固體單質(zhì)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(yīng)①是電解飽和食鹽水的反應(yīng)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(jiàn)的金屬，K白色沉淀加熱得到B說(shuō)明為氧化物，所以反應(yīng)②是電解Al₂O₃的反應(yīng)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(zhuǎn)化可知，H為HCl，C為NaOH，C+B=N是NaOH和Al₂O₃反應(yīng)生成NaAlO₂的反應(yīng)，F(xiàn)為Al、M為Fe是生活中常見(jiàn)的金屬，P是M和紫黑色固體單質(zhì)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(zhuǎn)化關(guān)系；F-K的轉(zhuǎn)化是Al和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁，和氫氧化鈉反應(yīng)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(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)及化學(xué)用語(yǔ)來(lái)解答．

解答： 解：反應(yīng)①②是重要的化工反應(yīng)，D、E、F、G、M為單質(zhì)，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(jiàn)的金屬，K是白色沉淀，C的焰色反應(yīng)為黃色，說(shuō)明含鈉元素，P是M和紫黑色固體單質(zhì)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(yīng)①是電解飽和食鹽水的反應(yīng)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(jiàn)的金屬，K白色沉淀加熱得到B說(shuō)明為氧化物，所以反應(yīng)②是電解Al₂O₃的反應(yīng)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(zhuǎn)化可知，H為HCl，C為NaOH，C+B=N是NaOH和Al₂O₃反應(yīng)生成NaAlO₂的反應(yīng)，F(xiàn)為Al、M為Fe是生活中常見(jiàn)的金屬，P是M和紫黑色固體單質(zhì)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(zhuǎn)化關(guān)系；F-K的轉(zhuǎn)化是Al和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁，和氫氧化鈉反應(yīng)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(jià)鍵，故答案為：第三周期第ⅢA族；離子鍵和極性共價(jià)鍵；
（2）反應(yīng)②中，當(dāng)1mol熔融狀態(tài)下的B完全反應(yīng)生成液態(tài)的F和氣態(tài)的G時(shí)吸收a kJ的能量，則2molAl₂O₃電解吸收2akJ的熱量，熱化學(xué)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(zhì)的量的E與P在溶液中，只有碘離子被氧化，則反應(yīng)的離子方程式為2I^-+Cl₂═2Cl^-+I₂，故答案為：2I^-+Cl₂═2Cl^-+I₂；
（4）F轉(zhuǎn)化為K，且在生成一定量的K時(shí)消耗原料的物質(zhì)的量最少，最佳途徑是鋁和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)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(yīng)，發(fā)生反應(yīng)為2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、AlCl₃+3NaAlO₂+6H₂O=4Al（OH）₃↓+3NaCl，生成4molK時(shí)，消耗C（NaOH）為3mol，消耗3molH（HCl），消耗的C和H的物質(zhì)的量之比為3mol：3mol=1：1，故答案為：1：1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，明確物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化反應(yīng)中現(xiàn)象的分析為解題關(guān)鍵，側(cè)重鋁及其化合物性質(zhì)的應(yīng)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(guò)程的考查，注意發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)即可解答，題目難度較大，（4）為解答的難點(diǎn)．