Question

下图是无机物A～M在一定条件下的转化关系（部分产物及反应条件未列出）．其中，I是第三周期半径最小的金属元素组成的单质，K是一种红棕色气体．

请填写下列空白：
（1）A的化学式为______，I的原子结构示意图为______．
（2）在周期表中，组成单质G的元素在周期表中的位置是______．
（3）写出反应⑦的化学方程式______当有0.3mol电子转移时，生成G的物质的量为______．
（4）在反应②、③、⑥、⑨中，既属于化合反应又能属于非氧化还原反应的是______（填写序号）．
（5）G在潮湿的空气中容易发生腐蚀，写出其发生腐蚀时正极上的电极反应式______．
（6）用惰性电极电解C的稀溶液时，阴极产生标况下的气体11.2L时，阳极产物的物质的量是______，阳极发生反应的电极反应式为______．
（7）写出反应④的离子方程式是______．
（8）将化合物D与KNO₃、KOH混合，在高温条件下可制得一种“绿色”环保高效净水剂K₂FeO₄（高铁酸钾），同时还生成KNO₂和H₂O．该反应的化学方程式是______．

Answer 1

解：由反应4FeS₂+11O₂ 2Fe₂O₃+8SO₂知A、D为Fe₂O₃、SO₂中的一种，结合A+O₂ →B知，A为SO₂，D为Fe₂O₃，B为SO₃，C为H₂SO₄；I是第三周期半径最小的金属元素组成的单质，应为Al；G、H为Al₂O₃和Fe中的一种；由K是一种红棕色气体可知K为NO₂，J为HNO₃，L为NO；又由G+HNO₃ →M+NO↑分析知G为Fe，H为Al₂O₃；M应为Fe（NO₃）₃或Fe（NO₃）₂；联系反应④：M+H₂SO₄ →F+NO↑知，D为Fe（NO₃）₂；F为Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；E应为Fe（OH）₃，
（1）由以上分析可知A为SO₂，I为Al，原子核外有3个电子层，最外层电子数为3，原子结构示意图为，故答案为：SO₂；；
（2）G为Fe，位于周期表第四周期第Ⅷ族，故答案为：第四周期第Ⅷ族；
（3）反应⑦为铝热反应，方程式为2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2Fe，由化合价的变化可知当有0.3mol电子转移时，生成Fe的物质的量为0.1mol，
故答案为：2Al+Fe₂O₃ Al₂O₃+2Fe；0.1 mol；
（4）根据推断出的物质的种类以及物质之间的转化可知反应②、③、⑥、⑨中，既属于化合反应又能属于非氧化还原反应的是③，故答案为：③；
（5）铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，正极反应为2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
故答案为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
（6）用惰性电极电解H₂SO₄的稀溶液时，阴极产生为氢气，阳极生成氧气，电解方程式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
标况下的气体11.2L即0.5mol时，阳极产物的物质的量是0.25mol，
故答案为：0.25mol；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（7）反应④的离子方程式是3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（8）由题给信息可知反应的化学方程式为Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O，故答案为：Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O．
分析：由反应4FeS₂+11O₂ 2Fe₂O₃+8SO₂知A、D为Fe₂O₃、SO₂中的一种，结合A+O₂ →B知，A为SO₂，D为Fe₂O₃，B为SO₃，C为H₂SO₄；I是第三周期半径最小的金属元素组成的单质，应为Al；G、H为Al₂O₃和Fe中的一种；由K是一种红棕色气体可知K为NO₂，J为HNO₃，L为NO；又由G+HNO₃ →M+NO↑分析知G为Fe，H为Al₂O₃；M应为Fe（NO₃）₃或Fe（NO₃）₂；联系反应④：M+H₂SO₄ →F+NO↑知，D为Fe（NO₃）₂；F为Fe（NO₃）₃或Fe₂（SO₄）₃；E应为Fe（OH）₃，至此全部物质已确定，题目所涉及的问题可顺利解决．
点评：本题考查无机物的推断，题目较为综合，涉及原子的构成、元素周期表的位置、铝热反应、金属的腐蚀以及电化学知识，侧重于元素化合物的考查，根据题给信息以及物质的转化关系为解答该题的关键．