Question

已知（如图所示）①～④均为工业生产及应用中的常见反应．其中常温下B、D、J、P为气体，E为分子中原子个数之比为1：1的液体，M的焰色反应为黄色．A的相对分子质量为120，部分反应的产物已略去．
试回答下列问题：
（1）A的化学式为______；工业上反应①所用的设备名称是______．
（2）反应②的实验中，还需用到的药品是______、______（填药品名称）．
（3）反应④的化学方程式为______ Cl₂↑+H₂↑+2NaOH

Answer

高中阶段常见的工业生产有硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业、硅酸盐工业．A的相对分子质量为120，且在高温下与B反应，推知反应①是硫酸工业中煅烧FeS2的反应，B、D为气体，所以A为FeS2，B为O2，C为Fe2O3，D为SO2，E为分子中原子个数之比为1：1的液体，能氧化SO2，故E为H2O2，I为H2SO4．Fe2O3在高温下与F（Al）发生铝热反应生成G（Al2O3）和H（Fe）．电解熔融Al2O3得到O2、F（Al），Fe与H2SO4反应生成FeSO4与H2，J为气体，则K为FeSO4，J为H2．M的焰色反应为黄色，含有钠元素，电解产生三种物质N、P与H2，故M为NaCl，P为气体，则N为NaOH、P为Cl2．
由于生成的Cl2与H2相遇容易发生爆炸，且Cl2与NaOH溶液反应会导致氢氧化钠不纯，电解饱和食盐水使用阳离子交换膜阻止上述情况的发生．Cl2与NaOH溶液反应生成的NaClO具有强氧化性，在溶液能将Fe2+氧化为Fe3+，从而生成Fe（OH）3沉淀，ClO-被还原为Cl-，再根据电荷守恒、电子转移守恒、原子守恒配平可得反应的离子方程式．
【解析】
高中阶段常见的工业生产有硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业、硅酸盐工业．A的相对分子质量为120，且在高温下与B反应，推知反应①是硫酸工业中煅烧FeS2的反应，B、D为气体，所以A为FeS2，B为O2，C为Fe2O3，D为SO2，E为分子中原子个数之比为1：1的液体，能氧化SO2，故E为H2O2，I为H2SO4．Fe2O3在高温下与F（Al）发生铝热反应生成G（Al2O3）和H（Fe），电解熔融Al2O3得到O2、F（Al），Fe与H2SO4反应生成FeSO4与H2，J为气体，则K为FeSO4，J为H2．M的焰色反应为黄色，含有钠元素，电解产生三种物质N、P与H2，故M为NaCl，P为气体，则N为NaOH、P为Cl2．
（1）由上述分析可知，A为FeS2，工业上反应①所用的设备名称是沸腾炉，故答案为：FeS2；沸腾炉；
（2）反应②的实验是铝热反应，还需用到的药品是镁条、氯酸钾，故答案为：镁条；氯酸钾；
（3）反应④是电解饱和食盐水，化学方程式为：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH；
由于生成的Cl2与H2相遇容易发生爆炸，且Cl2与NaOH溶液反应会导致氢氧化钠不纯，电解饱和食盐水使用阳离子交换膜阻止上述情况的发生，
故答案为：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH；防止生成的Cl2与H2相遇容易发生爆炸，避免Cl2与NaOH溶液反应会导致氢氧化钠不纯；
（4）Cl2与NaOH溶液反应生成的NaClO具有强氧化性，将Fe2+氧化为Fe3+，从而生成Fe（OH）3沉淀，ClO-被还原为Cl-，再根据电荷守恒、电子转移守恒、原子守恒配平得：3ClO-+6Fe2++3H2O=2Fe（OH）3+4Fe3++3Cl-，
故答案为：3ClO-+6Fe2++3H2O=2Fe（OH）3+4Fe3++3Cl-．