Question

15．C、D、G、I均為短周期元素形成的單質(zhì)，D、G、I為常見非金屬氣態(tài)單質(zhì)．D的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，C、G同周期，且最外層電子數(shù)相差4，它們的簡(jiǎn)單離子電子層結(jié)構(gòu)不同．相互間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：
請(qǐng)?zhí)羁眨?br />（1）D與I能形成原子個(gè)數(shù)比為1：1的共價(jià)化合物，請(qǐng)寫出其分子式：H₂O₂；G與I也能形成原子個(gè)數(shù)比為1：1的共價(jià)化合物，請(qǐng)寫出其電子式：．
（2）L是目前應(yīng)用最廣泛的金屬，用碳棒作陽極，L作陰極，寫出電解E水溶液的化學(xué)方程式：2KCl+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+Cl₂↑+H₂↑．
（3）化合物K中含有組成單質(zhì)L的元素，且該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%．反應(yīng)①的化學(xué)方程式是Fe₂O₃+2Al $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe．
（4）寫出A+F→J的離子方程式：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．

Answer 1

分析 C、D、G、I均為短周期元素形成的單質(zhì)，D、G、I為常見非金屬氣態(tài)單質(zhì)．
D的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，則D原子有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則D原子為氧原子，所以D為氧氣．E的水溶液電解生成F、I、G三種物質(zhì)，電解質(zhì)與水都發(fā)生電解，其中I、G是短周期元素形成的氣體單質(zhì)，說明，E的酸根電解生成氣體，應(yīng)生成氯氣，所以另一種氣體是氫氣，F(xiàn)為堿，E為氯化物，即I、G為氫氣和氯氣，F(xiàn)為堿，E為氯化物；加熱B生成氧氣與氯化物，故B應(yīng)為氯酸鉀，E應(yīng)為氯化鉀，F(xiàn)應(yīng)為氫氧化鉀；C、G同周期，且最外層電子數(shù)相差4，則G應(yīng)為氯氣，I應(yīng)為氫氣，C、G原子的最外層電子數(shù)相差4，C的最外層電子數(shù)為3，它們的簡(jiǎn)單離子電子層結(jié)構(gòu)不同，則C應(yīng)為Al；電解A得鋁與氧氣，故A應(yīng)為氧化鋁；C與G反應(yīng)生成H，故H應(yīng)為氯化鋁，H的水溶液與過量F反應(yīng)生成J，A與過量F溶液反應(yīng)生成J，J應(yīng)為偏鋁酸鉀；C與K高溫得到A與L，則K為氧化鐵，L為鐵．然后再進(jìn)行驗(yàn)證符合轉(zhuǎn)化關(guān)系．

解答 解：C、D、G、I均為短周期元素形成的單質(zhì)，D、G、I為常見非金屬氣態(tài)單質(zhì)．D的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，則D原子有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，則D原子為氧原子，所以D為氧氣．E的水溶液電解生成F、I、G三種物質(zhì)，電解質(zhì)與水都發(fā)生電解，其中I、G是短周期元素形成的氣體單質(zhì)，說明，E的酸根電解生成氣體，應(yīng)生成氯氣，所以另一種氣體是氫氣，F(xiàn)為堿，E為氯化物，即I、G為氫氣和氯氣，F(xiàn)為堿，E為氯化物；加熱B生成氧氣與氯化物，故B應(yīng)為氯酸鉀，E應(yīng)為氯化鉀，F(xiàn)應(yīng)為氫氧化鉀；C、G同周期，且最外層電子數(shù)相差4，則G應(yīng)為氯氣，I應(yīng)為氫氣，C、G原子的最外層電子數(shù)相差4，C的最外層電子數(shù)為3，它們的簡(jiǎn)單離子電子層結(jié)構(gòu)不同，則C應(yīng)為Al；電解A得鋁與氧氣，故A應(yīng)為氧化鋁；C與G反應(yīng)生成H，故H應(yīng)為氯化鋁，H的水溶液與過量F反應(yīng)生成J，A與過量F溶液反應(yīng)生成J，J應(yīng)為偏鋁酸鈉；C與K高溫得到A與L，則K為氧化鐵或四氧化三鐵，L為鐵．然后再進(jìn)行驗(yàn)證符合轉(zhuǎn)化關(guān)系．
故A為氧化鋁，B為氯酸鉀，C為Al；D為氧氣，E為氯化鉀，F(xiàn)為氫氧化鉀；G為氯氣，H為氯化鋁，I為氫氣，J為偏鋁酸鉀；K為氧化鐵或四氧化三鐵，L為鐵．
（1）D為氧氣、I為氫氣，D與I能形成原子個(gè)數(shù)比為1：1的共價(jià)化合物為H₂O₂．G為氯氣，與I形成原子個(gè)數(shù)比為1：1的共價(jià)化合物為HCl，氫原子與氯原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，電子式為，
故答案為：H₂O₂；；
（2）用碳棒作陽極，F(xiàn)e作陰極，電解KCl水溶液，氯離子在陽極放電，生成氯氣，水在陰極放電，生成氫氣與氫氧根，反應(yīng)的化學(xué)方程式2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+Cl₂↑+H₂↑．
故答案為：2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2KOH+Cl₂↑+H₂↑；
（3）化合物K中含有組成單質(zhì)L的元素，化合物中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，則氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，所以化學(xué)式中鐵原子與氧原子個(gè)數(shù)之比為$\frac{70%}{56}$：$\frac{30%}{16}$=2：3，所以化合物K為Fe₂O₃，鋁與氧化鐵反應(yīng)生成氧化鋁與鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，
故答案為：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（4）A為氧化鋁，F(xiàn)為氫氧化鉀；J為偏鋁酸鉀，氧化鋁與氫氧化鉀反應(yīng)生成偏鋁酸鉀與水，離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系、無機(jī)推斷、電解等，難度中等，推斷物質(zhì)是關(guān)鍵，突破口為D的原子結(jié)構(gòu)與電解E的水溶液生成三種物質(zhì)，其中兩種為氣態(tài)單質(zhì)．進(jìn)行推斷驗(yàn)證，是對(duì)元素化合物知識(shí)的綜合考查與對(duì)學(xué)生能力的考查．需對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)全面掌握，題目難度中等．