Question

14．圖1中X為中學化學中的一種常見的鹽，H為單質，F(xiàn)為淡黃色固體，M為常見的金屬，圖中部分反應產物及反應條件已略去．

（1）F的電子式為；G的化學式為Fe（OH）₃．
（2）反應①的離子方程式為3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（3）若向100mL 鹽X的溶液中加入9g金屬單質M的粉末，充分攪拌后，過濾，烘干得（9.32g固體C，則濾液A中溶質的物質的量濃度為0.4mol/L（假設溶液體積不變）．
（4）鹽酸可通過氯堿工業(yè)制取，氯堿工業(yè)是用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它們?yōu)樵�料生產一系列化工產品的工業(yè)生產．某化學興趣小組進行有關電解食鹽水的探究實驗，電解裝置如圖2所示．
實驗一：電解飽和食鹽水．
實驗二：電解不飽和食鹽水及產物分析．
相同條件下，電解1mol/L NaCl溶液并收集兩極產生的氣體．在X處收集到V₁mL氣體，同時在Y處收集到V₂mL
氣體，停止電解．結果發(fā)現(xiàn)V₂＜V₁，且與電解飽和食鹽水相比，Y處收集到的氣體顏色明顯較淺．經(jīng)討論分析，導致上述現(xiàn)象的原因有：
ⅰ．有部分C1₂溶解于NaCl溶液中；
ii．有O₂生成．
①設計實驗證明有部分C1₂溶解于NaCl溶液中，實驗方案及現(xiàn)象為取少量石墨電極附近溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍．
②證明有O₂生成并測定O₂的體積．按如如圖3所示裝置進行實驗．通過注射器緩緩地將在Y處收集到的V₂mL氣體全部推入裝置A（盛有足量試劑）中，最終，量氣管中收集到V₃mL氣體（設V₁、V₂、V₃均在相同條件下測得）．裝置A的作用是完全吸收氯氣．
③實驗中是否需要預先除凈裝置中的空氣？否（填“是”或“否”）．
④實驗二中，在石墨電極上生成Cl₂的總體積為（V₁-2V₃）mL（用代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 F為淡黃色固體，與鹽X反應得到藍色沉淀Y與氣體單質H，則F為Na₂O₂，Y為Cu（OH）₂，H為O₂，X含有Cu²⁺．M是常見金屬，與銅鹽X發(fā)生置換反應，沉淀C中含有Cu及未反應的金屬M，濾液A中加入鹽酸生成的無色氣體D遇空氣變?yōu)榧t棕色，故D為NO，X為Cu（NO₃）₂，由A→D生物反應，可知M為Fe，A為Fe（NO₃）₂，B為鐵鹽，G為Fe（OH）₃，E為Fe₂O₃；
（4）①部分C1₂溶解于NaCl溶液中，溶解的氯氣可以氧化碘離子為碘單質，碘遇淀粉變藍色，據(jù)此設計；
②Y為陽極，收集到的V₂mL氣體中主要是氯氣，所以證明有O₂生成首先要除去氯氣，當量氣管的右側液面上升，則說明含有氧氣生成；
③空氣對壓強不影響，所以實驗中不需要預先除凈裝置中的空氣；
④陰極X處收集到的氫氣為V₁mL，陽極Y處收集到為氯氣和氧氣，最終量氣管中收集到V₃mL氣體為氧氣，設在石墨電極上生成Cl₂的總體積為xml，則根據(jù)電解陰陽兩極的得失電子守恒計算．

解答 解：F為淡黃色固體，與鹽X反應得到藍色沉淀Y與氣體單質H，則F為Na₂O₂，Y為Cu（OH）₂，H為O₂，X含有Cu²⁺．M是常見金屬，與銅鹽X發(fā)生置換反應，沉淀C中含有Cu及未反應的金屬M，濾液A中加入鹽酸生成的無色氣體D遇空氣變?yōu)榧t棕色，故D為NO，X為Cu（NO₃）₂，由A→D生物反應，可知M為Fe，A為Fe（NO₃）₂，B為鐵鹽，G為Fe（OH）₃，E為Fe₂O₃．
（1）F為Na₂O₂，電子式為；G的化學式為Fe（OH）₃，
故答案為：；Fe（OH）₃；
（2）反應①的離子方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（3）設Fe²⁺的物質的量為xmol，則：
Cu²⁺+Fe═Fe²⁺+Cu  質量增重
        1mol      64g-56g=8g
        xmol     9.32g-9g=0.32g
故1mol：xmol=8g：0.32g，解得x=0.04，則濾液A中溶質的物質的量濃度為$\frac{0.04mol}{0.1L}$=0.4mol/L，
故答案為：0.4mol/L；
（4）①因為氯氣可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍，證明有部分C1₂溶解于NaCl溶液中，可取少量石墨電極附近溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍，說明含有氯氣，
故答案為：取少量石墨電極附近溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍；
②Y為陽極，收集到的V₂mL氣體中主要是氯氣，所以證明有O₂生成首先要除去氯氣，當量氣管的右側液面上升，則說明含有氧氣生成，則裝置A的作用是完全吸收氯氣，故答案為：完全吸收氯氣；
故答案為：完全吸收氯氣；
③空氣對壓強不影響，所以實驗中不需要預先除凈裝置中的空氣，
故答案為：否；
④陰極X處收集到的氫氣為V₁mL，陽極Y處收集到為氯氣和氧氣，最終量氣管中收集到V₃mL氣體為氧氣，設在石墨電極上生成Cl₂的總體積為xml，則根據(jù)電解陰陽兩極的得失電子守恒，V₁×2=x×2+V₃×4，所以x=V₁-2V₃，故答案為：（V₁-2V₃）．

點評 本題考查無機物推斷、探究實驗，屬于拼合型題目，題目綜合性較強，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．