Question

【題目】已知X為中學(xué)化學(xué)中一種常見(jiàn)的鹽，F為淡黃色固體；M、N為常見(jiàn)的金屬，N的氧化物可作耐火材料，可用它來(lái)制造耐火坩堝和耐高溫試驗(yàn)儀器；H為氣體單質(zhì)，D為無(wú)色氣體，D在空氣中會(huì)出現(xiàn)紅棕色，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖，（部分反應(yīng)產(chǎn)物已略去）．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題；

（1）E的化學(xué)式為_____________________

（2）將M絲插入盛有X溶液的試管中，反應(yīng)一段時(shí)間后的現(xiàn)象是：_______________________

（3）在反應(yīng)①②③④中屬于置換反應(yīng)的是_________________（填序號(hào)）．

（4）反應(yīng)②的離子方程式為___________________________________

（5）用石墨作電極電解500mL X溶液，觀察到A電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，B電極有無(wú)色氣體生成；電解一段時(shí)間后，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1. 6g.請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①寫出電解時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式_______________________

②電解后溶液的pH為________________________假設(shè)電解前后溶液體積不變）

Answer 1

【答案】Fe2O3 鐵絲上附有紅色物質(zhì)，溶液顏色逐漸變?yōu)闇\綠色 ①③ 3Fe2＋+NO3－+4H＋＝ 3Fe3＋+NO ↑ +2H2O 4OH－-4e－＝O2↑ +2H2O 1

【解析】

由題意：X為中學(xué)化學(xué)中一種常見(jiàn)的鹽，F為淡黃色固體，與X溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀Y為氫氧化銅可知，F為Na2O2；X溶液中含銅離子；M、N為常見(jiàn)的金屬，結(jié)合N的氧化物可作耐火材料，可用它來(lái)制造耐火坩堝和耐高溫試驗(yàn)儀器，E和N反應(yīng)生成M可知發(fā)生了置換反應(yīng)，判斷N為Al，E為Fe2O3；M為Fe，結(jié)合M和含銅離子的X溶液反應(yīng)生成固體C為銅，濾液A為亞鐵鹽溶液，加入鹽酸會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成無(wú)色氣體D，說(shuō)明A只能是硝酸亞鐵，即X溶液為硝酸銅溶液；F為過(guò)氧化鈉加入到溶液B中生成H為氣體單質(zhì)氧氣，D為無(wú)色氣體一氧化氮，D在空氣中會(huì)出現(xiàn)紅棕色二氧化氮。

（1）由分析可知E為：Fe2O3；

（2）將M絲插入盛有X溶液的試管中，是Fe和硝酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硝酸亞鐵，反應(yīng)一段時(shí)間后的現(xiàn)象：鐵絲上附有紅色物質(zhì)，溶液顏色逐漸變?yōu)闇\綠色；

（3）反應(yīng)①是鐵和硝酸銅溶液反應(yīng)發(fā)生置換反應(yīng)；②是硝酸亞鐵和鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)；③是氧化鋁和鐵反應(yīng)生成鋁和氧化鐵，是置換反應(yīng)；④是硝酸鐵和過(guò)氧化鈉反應(yīng)，不是置換反應(yīng)，所以中屬于置換反應(yīng)的是①③；

（4）反應(yīng)②是亞鐵離子在硝酸溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，離子方程式為：反應(yīng)②的離子方程式反應(yīng)為：3Fe2＋+NO3－+4H＋=3Fe3＋+NO↑+2H2O；

（5）①陽(yáng)極電極反應(yīng)是氫氧根離子放電，電極反應(yīng)為：4OH－-4e－=O2↑+2H2O；

②陽(yáng)極電極反應(yīng)為4OH－-4e－=O2↑+2H2O；陰極電極反應(yīng)為：Cu2＋+2e－=Cu；析出銅0.025mol，電子轉(zhuǎn)移為0.05mol，由電極方程式可知生成氫離子0.05mol，則生成c（H＋）=0.05mol÷0.5L=0.1mol·L－1，pH=1。