Question

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是生活中常見的金屬，K是白色沉淀，C的焰色反應(yīng)為黃色，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，其物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示，虛框內(nèi)是需設(shè)計的內(nèi)容，反應(yīng)物只能用A～N中的物質(zhì)．請回答下列問題：
　　
（1）電解池①中的陰極產(chǎn)物的名稱______
（2）足量的E與P溶液反應(yīng)生成J，離子方程式為______
（3）N溶液呈堿性，用離子方程式解釋原因______
（4）請模仿上述物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖（見圖2）設(shè)計F→K的最佳途徑：（用A～N中的物質(zhì)的化學(xué)式表示）
按設(shè)計得到1molK，至少需要另加的試劑及其物質(zhì)的量是n______=______mol；n______=______mol．

Answer 1

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是生活中常見的金屬，K是白色沉淀，C的焰色反應(yīng)為黃色，說明含鈉元素，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，依據(jù)題干信息分析判斷，反應(yīng)①是電極飽和食鹽水的 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是生活中常見的金屬，K白色沉淀加熱得到B說明為氧化物，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，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）依據(jù)分析判斷得到電解池①中的陰極產(chǎn)物的名稱為氫氧化鈉、氫氣，故答案為：氫氧化鈉、氫氣；
（2）足量的E為Cl₂與P為FeI₂溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)生成J為FeCl₃，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+4I^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2I₂+6Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+4I^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2I₂+6Cl^-；
（3）N為NaAlO₂溶液，呈堿性是因為偏鋁酸根離子水解生成氫氧化鋁和氫氧根離子，反應(yīng)的離子方程式為：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，
故答案為：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-；
（4）F→K的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)，

按設(shè)計得到1molK，至少需要另加的試劑及其物質(zhì)的量依據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式計算得到，2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑；2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
AlCl₃+3NaAlO₂+6H₂O=4Al（OH）₃↓+3NaCl；生成1molAl（OH）₃，需要0.25molAlCl₃+和0.75molNaAlO₂，依據(jù)鋁和酸和堿反應(yīng)的化學(xué)方程式得到：n（HCl）=0.75mol； n（NaOH）=0.75mol．
故答案為：（HCl）；0.75；（NaOH）；0.75．
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是生活中常見的金屬，K是白色沉淀，C的焰色反應(yīng)為黃色，說明含鈉元素，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，依據(jù)題干信息分析判斷，反應(yīng)①是電極飽和食鹽水的 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是生活中常見的金屬，K白色沉淀加熱得到B說明為氧化物，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，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，依據(jù)推斷分析判斷回答．
點評：本題考查了物質(zhì)裝箱的分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化反應(yīng)現(xiàn)象的分析是解題關(guān)鍵，主要是鋁及其化合物性質(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)過程分析推斷是解題關(guān)鍵，題目難度較大．