Question

20．D、E為中學化學常見的金屬單質，F是一種黑色晶體．E與C的濃溶液在常溫作用無明顯現象，加熱時則有大量無色氣體產生，同時生成H．在一定條件下C、D間能發(fā)生反應．各物質轉化關系如圖：

（1）已知1g E在B中燃燒放出的熱量為Q kJ，試寫出表示E燃燒熱的熱化學方程式Fe（s）+$\frac{2}{3}$O₂（g）=$\frac{1}{3}$Fe₃O₄（s）△H=-56Q kJ/mol．
（2）檢驗H和G的混合溶液中含有G的陽離子的試劑可以是：C．
A．氯水和KSCN溶液      B．氫氧化鈉溶液       C． 酸性KMnO₄溶液
（3）用惰性電極電解一定濃度的A的水溶液，陽極反應式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
通電一段時間后，向所得溶液中加入8.0g D的氧化物后恰好恢復到電解前的濃度和pH，則電解過程中收集到標準狀況下的氣體體積為1.12L．
（4）假設用以鉑做電極，KOH溶液為電解質溶液的肼（N₂H₄）-氣燃料電池作為本過程的電源，則放電時的負極反應式N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O（生成物均無污染）．

Answer 1

分析 電解A溶液生成三種物質，且D為金屬，A應為不活潑金屬的含氧酸鹽，電解時，在陰極生成金屬，則陽極應生成O₂，其中E可在B中燃燒說明B為O₂，C應為含氧酸，B與E反應得到F是一種黑色晶體，F為氧化物，F與酸反應后生成兩種鹽，說明金屬為變價金屬，則E應為Fe，則C應為H₂SO₄，不可能為硝酸，否則四氧化三鐵與硝酸反應只生成一種物質，故F為Fe₃O₄，G為FeSO₄，H為Fe₂（SO₄）₃，D應為Cu，則A應為CuSO₄，據此解答．

解答 解：電解A溶液生成三種物質，且D為金屬，A應為不活潑金屬的含氧酸鹽，電解時，在陰極生成金屬，則陽極應生成O₂，其中E可在B中燃燒說明B為O₂，C應為含氧酸，B與E反應得到F是一種黑色晶體，F為氧化物，F與酸反應后生成兩種鹽，說明金屬為變價金屬，則E應為Fe，則C應為H₂SO₄，不可能為硝酸，否則四氧化三鐵與硝酸反應只生成一種物質，故F為Fe₃O₄，G為FeSO₄，H為Fe₂（SO₄）₃，D應為Cu，則A應為CuSO₄．
（1）已知1g Fe在氧氣中燃燒放出的熱量為Q kJ，表示Fe燃燒熱的熱化學方程式為：Fe（s）+$\frac{2}{3}$O₂（g）=$\frac{1}{3}$Fe₃O₄（s）△H=-56Q kJ/mol，
故答案為：Fe（s）+$\frac{2}{3}$O₂（g）=$\frac{1}{3}$Fe₃O₄（s）△H=-56Q kJ/mol；
（2）Fe²⁺具有還原性，可與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應，可用高錳酸鉀檢驗，由于鐵離子存在，用氯水和KSCN溶液、氫氧化鈉溶液無法檢驗亞鐵離子，
故答案為：C；
（3）用惰性電極電解一定濃度的CuSO₄的水溶液，電解時，在陰極生成金屬，則陽極應生成O₂，陽極反應式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
電一段時間后，向所得溶液中加入8.0g CuO后恰好恢復到電解前的濃度和pH，而電解過程相當于析出CuO，故生成氧氣為$\frac{1}{2}$×$\frac{8g}{80g/mol}$=0.05mol，則電解過程中收集到標準狀況下的氣體體積為0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；1.12L；
（4）假設用以鉑做電極，KOH溶液為電解質溶液的肼（N₂H₄）-氣燃料電池作為本過程的電源，生成物均無污染，應生成氮氣與水，負極發(fā)生氧化反應，在N₂H₄負極失去電子，堿性條件下生成氮氣與水，放電時的負極反應式：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．

點評 本題考查無機物的推斷，根據電解產物的進行推斷，需要學生熟練掌握元素化合物性質，需要學生具備扎實的基礎，題目難度中等．