Question

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

請填寫下列空白：
（1）如何檢驗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，若溶液出現血紅色，則說明含Fe³⁺

（2）寫出反應②的化學方程式：

3Fe+4H₂O（g）

△   .

Fe₃O₄+4H₂

寫出反應⑦的離子方程式：

Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O

（3）E在空氣中變成F的實驗現象是

白色沉淀迅速變為灰綠色最后變為紅褐色

（4）寫出反應⑥的化學方程式并用單線橋標出電子轉移的方向和數目：

計算該反應中若轉移2mol電子，需要標況下的O₂

11.2

L．

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生成氫氧化亞鐵，根據元素守恒知，C中含有亞鐵離子，D和氨水反應生成氫氧化鐵，則D中含有鐵離子，B和鹽酸反應生成亞鐵離子、鐵離子，則B為Fe₃O₄，A和水蒸氣反應生成四氧化三鐵，則A是Fe，I+B→A+G屬于置換反應，且該反應在高溫條件下反應，則為鋁熱反應，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生成偏鋁酸鈉和水，鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以J是NaAlO₂，結合物質的性質分析解答．

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生成氫氧化亞鐵，根據元素守恒知，C中含有亞鐵離子，D和氨水反應生成氫氧化鐵，則D中含有鐵離子，B和鹽酸反應生成亞鐵離子、鐵離子，則B為Fe₃O₄，A和水蒸氣反應生成四氧化三鐵，則A是Fe，I+B→A+G屬于置換反應，且該反應在高溫條件下反應，則為鋁熱反應，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生成偏鋁酸鈉和水，鋁和氫氧化鈉溶液反應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生成紅褐色沉淀，和硫氰化鉀溶液反應生成血紅色溶液，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，若溶液出現血紅色，則說明含Fe³⁺，故答案為：取一定量的D溶液于試管中，滴加適量的KSCN溶液，若溶液出現血紅色，則說明含Fe³⁺；
（2）②鐵和水蒸氣發生氧化還原反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應方程式為：3Fe+4H₂O（g）

△   .

Fe₃O₄+4H₂，
⑦氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，離子反應方程式為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂ ^-+H₂O，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）

△   .

Fe₃O₄+4H₂；Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂ ^-+H₂O；
（3）E是白色的氫氧化亞鐵，F是紅褐色的氫氧化鐵，白色的氫氧化亞鐵不溶于水，也不穩定，易被空氣中氧氣氧化而迅速變為灰綠色，最后變化紅褐色，
故答案為：白色沉淀迅速變為灰綠色最后變為紅褐色；
（4）氫氧化亞鐵被氧氣氧化生成氫氧化鐵，該反應中鐵元素化合價由+4價變為+6價，氧元素化合價由0價變為-2價，得失電子數為4，所以其轉移電子的方向和數目為：，
根據氧氣和轉移電子之間的關系式知，需要氧氣的體積=

2mol

4mol

×22.4L/mol=11.2L，
故答案為：；11.2．

點評：本題以鐵、鋁為載體考查了物質間的轉化，以紅褐色沉淀、G是耐火材料為突破口采用正逆相結合的方法進行推斷，注意反應條件，難度中等．