Question

已知A為中學化學中的一種深藍色鹽，B、C為日常生活中常見的金屬單質，D、G為無色無味氣體，各物質之間的轉化關系如下圖（電解采用惰性電極，部分反應產(chǎn)物已略去）．請回答下列問題：
（1）電解A溶液的陽極反應式為

 

．
（2）A溶液中的A與Na₂O₂按物質的量之比為1：1反應時的總化學方程式為

 

（3）E的稀溶液與F溶液反應的離子方程式為

 

．
（4）電解100mL鹽A的溶液一段時間后，斷開電路，取出電極，測得電解后溶液的pH為1（假設溶液體積不變）．則所得到的氣體D在標準狀況下的體積為

 

mL．
（5）若H溶液為只含單一溶質的溶液，且其濃度為1mol/L，分別向四份200mL該H的溶液中加入B和C的合金，得到如下表所示的數(shù)據(jù)，試回答有關問題．

	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
H溶液的體積（mL）	100	100	100	100
加入B、C合金的質量（g）	3	6.6	9	12
剩余固體的質量（g）	0	0.64	3.2	6.4

①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可求出合金中B和C兩物質的質量之比為

 

；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析Ⅰ反應后的溶液中存在的金屬陽離子有

 

 （用離子符號表示）．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：

分析：A為中學化學中的一種深藍色鹽，A中含有銅離子，用正推和逆推相結合的方法推斷，電解A溶液時產(chǎn)生金屬單質C和另外一種氣體D，應為電解銅的含氧酸鹽溶液，在陰極上析出不活潑金屬，結合“B、C為日常生活中常見的金屬、通常條件下D為無色無味氣體”可知C應為銅，D為氧氣；
E溶液能與C金屬發(fā)生氧化還原反應，且E溶液與F溶液也能反應生成無色無味氣體G，“無色氣體G遇空氣變紅棕色”則G為NO，說明E溶液是具有強氧化性的硝酸，則A為硝酸銅，C為銅，D為氧氣，G為NO，F(xiàn)與硝酸反應生成NO，說明且含有金屬B元素，說明F溶液具有還原性，應為Fe（NO₃）₂溶液，則B為Fe、H為Fe（NO₃）₃，依次解答．

解答： 解：A為中學化學中的一種深藍色鹽，A中含有銅離子，用正推和逆推相結合的方法推斷，電解A溶液時產(chǎn)生金屬單質C和另外一種氣體D，應為電解銅的含氧酸鹽溶液，在陰極上析出不活潑金屬，結合“B、C為日常生活中常見的金屬、通常條件下D為無色無味氣體”可知C應為銅，D為氧氣；
E溶液能與C金屬發(fā)生氧化還原反應，且E溶液與F溶液也能反應生成無色無味氣體G，“無色氣體G遇空氣變紅棕色”則G為NO，說明E溶液是具有強氧化性的硝酸，則A為硝酸銅，C為銅，D為氧氣，G為NO，F(xiàn)與硝酸反應生成NO，說明且含有金屬B元素，說明F溶液具有還原性，應為Fe（NO₃）₂溶液，則B為Fe、H為Fe（NO₃）₃，
（1）電解硝酸銅溶液時，陽極電極反應是氫氧根離子放電，電極反應為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑（或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺），
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑（或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺）；
（2）2Cu（NO₃）₂和Na₂O₂按物質的量之比為1：1反應時實際是過氧化鈉先與水反應生成氫氧化鈉和氧氣，氫氧化鈉在和硝酸銅反應生成氫氧化銅沉淀，總化學方程式為2Na₂O₂+2Cu（NO₃）₂+2H₂O=2Cu（OH）₂↓+4NaNO₃+O₂↑，故答案為：2Na₂O₂+2Cu（NO₃）₂+2H₂O=2Cu（OH）₂↓+4NaNO₃+O₂↑；
（3）硝酸具有強氧化性，F(xiàn)e²⁺具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應，反應的離子方程式為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案為：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）根據(jù)電解硝酸銅的電極方程式：
2Cu（NO₃）₂+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+4HNO₃
                        22.4L 4mol
                         x   0.1mol/L×0.1L
則x=

22.4L×0.1mol/L×0.1L

4mol

=5.6×10^-2L=5.6mL，故答案為：56；
（5）①根據(jù)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ反應的金屬質量分別為5.96g、5.8g、5.6g知溶解的金屬質量在減少，可判斷在Ⅳ中一定有鐵置換銅的反應發(fā)生，在Ⅲ到Ⅳ中合金增加了12g-9g=3g，金屬又溶解了5.8g-5.6g=0.2g，
根據(jù)Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu△m
    56g        64g  8g
     x             0.2g   
8g×x=56g×0.2g 解得x=1.4g，銅的質量為3g-1.4g=1.6g，合金中Fe和Cu兩物質的質量之比為1.4g：1.6g=7：8；
故答案為：7：8；
②由于合金中Fe和Cu兩物質的質量之比為7：8，故Ⅰ中Fe的質量為1.4g，Cu的質量為1.6g，F(xiàn)e（NO₃）₃最多可以得0.2L×1mol/L×（3-1）=0.2mol電子，金屬沒有剩余，失去電子數(shù)為

1.4g

56g/mol

×2+

1.6g

64g/mol

×2=0.1mol＜0.2mol，一定有Fe³⁺剩余，故答案為：Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺．

點評：本題以無機物的推斷為載體，考查電化學知識及溶液的有關計算，題目難度較大，根據(jù)框圖，推斷出各種物質是做好本題的關鍵．