Question

7．A～I(xiàn)分別表示中學(xué)化學(xué)中常見的一種物質(zhì)，它們之間相互關(guān)系如圖所示：已知G在生產(chǎn)中可作為一種耐火材料，F(xiàn)是紅褐色難溶于水的沉淀，A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中均含同一種元素，其中I+B→A+G屬于置換反應(yīng)．（部分反應(yīng)物、生成物沒有列出）．

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）如何檢驗(yàn)D中陽離子取一定量的D溶液于試管中，滴加適量的KSCN溶液，若溶液出現(xiàn)血紅色，則說明含F(xiàn)e³⁺．
（2）寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，寫出反應(yīng)⑦的離子方程式：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O
（3）E在空氣中變成F的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色最后變?yōu)榧t褐色．
（4）計(jì)算該反應(yīng)中若轉(zhuǎn)移2mol電子，需要標(biāo)況下的O₂11.2L．
（5）將等質(zhì)量的銅、鋅、鐵三種金屬混合物a g加入鹽酸和D的溶液中，充分反應(yīng)后：
①若無固體剩余，則溶液中的陽離子一定有Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺，可能有H⁺、Fe³⁺；
②若剩余固體為$\frac{a}{3}$g，則溶液中的陽離子一定有Zn²⁺、Fe²⁺，可能有H⁺，一定沒有Cu²⁺、Fe³⁺．

Answer 1

分析 F是紅褐色難溶于水的沉淀，則F是Fe（OH）₃，E在空氣中被氧化生成氫氧化鐵，則E是Fe（OH）₂，C和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，根據(jù)元素守恒知，C中含有亞鐵離子，D和氨水反應(yīng)生成氫氧化鐵，則D中含有鐵離子，B和鹽酸反應(yīng)生成亞鐵離子、鐵離子，則B為Fe₃O₄，A和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵，則A是Fe，I+B→A+G屬于置換反應(yīng)，且該反應(yīng)在高溫條件下反應(yīng)，則為鋁熱反應(yīng)，所以I是Al，G是Al₂O₃，電解氧化鋁生成鋁和氧氣，所以H是O₂，氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以J是NaAlO₂，然后結(jié)合元素化合物知識來解答．

解答 解：F是紅褐色難溶于水的沉淀，則F是Fe（OH）₃，E在空氣中被氧化生成氫氧化鐵，則E是Fe（OH）₂，C和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，根據(jù)元素守恒知，C中含有亞鐵離子，D和氨水反應(yīng)生成氫氧化鐵，則D中含有鐵離子，B和鹽酸反應(yīng)生成亞鐵離子、鐵離子，則B為Fe₃O₄，A和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵，則A是Fe，I+B→A+G屬于置換反應(yīng)，且該反應(yīng)在高溫條件下反應(yīng)，則為鋁熱反應(yīng)，所以I是Al，G是Al₂O₃，電解氧化鋁生成鋁和氧氣，所以H是O₂，氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以J是NaAlO₂，
（1）D為氯化鐵溶液，鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成紅褐色沉淀，和硫氰化鉀溶液反應(yīng)生成血紅色溶液，所以可以用氫氧化鈉或硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)鐵離子，其操作方法是：取一定量的D溶液于試管中，滴加適量的KSCN溶液，若溶液出現(xiàn)血紅色，則說明含F(xiàn)e³⁺，
故答案為：取一定量的D溶液于試管中，滴加適量的KSCN溶液，若溶液出現(xiàn)血紅色，則說明含F(xiàn)e³⁺；
（2）②鐵和水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
⑦氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，離子反應(yīng)方程式為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂ ^-+H₂O，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂ ^-+H₂O；
（3）E是白色的氫氧化亞鐵，F(xiàn)是紅褐色的氫氧化鐵，白色的氫氧化亞鐵不溶于水，也不穩(wěn)定，易被空氣中氧氣氧化而迅速變?yōu)榛揖G色，最后變化紅褐色，
故答案為：白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色最后變?yōu)榧t褐色；
（4）由轉(zhuǎn)移電子的方向和數(shù)目為可知，若轉(zhuǎn)移2mol電子，需要標(biāo)況下的O₂ 為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案為：11.2；
（5）還原性Zn＞Fe＞Cu，氧化性為Fe³⁺＞H⁺，
①氯化鐵能溶解銅、鋅、鐵，而鹽酸只能溶解鋅、鐵；又因?yàn)槿�種金屬性強(qiáng)弱順序是Zn＞Fe＞Cu，所以若無固體剩余，則溶液中的陽離子一定有Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺；可能還含有鐵離子、H⁺，
故答案為：Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺；H⁺、Fe³⁺；
②若剩余固體為$\frac{a}{3}$g，由于金屬還原性：Zn＞Fe＞Cu，則剩余的固體一定為銅，則溶液中的陽離子一定有Zn²⁺、Fe²⁺；而一定沒有Cu²⁺、Fe³⁺，H⁺可能含有，也可能沒有，
故答案為：Zn²⁺、Fe²⁺；H⁺；Cu²⁺、Fe³⁺．

點(diǎn)評 本題考查無機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，把握紅褐色沉淀F為氫氧化鐵、G為氧化鋁及元素化合物知識為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與推斷能力的考查，綜合性較強(qiáng)，注意氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用，題目難度中等．