Question

【題目】已知X為中學化學中一種常見的鹽，F為淡黃色固體；M、N為常見的金屬，N的氧化物可作耐火材料，可用它來制造耐火坩堝和耐高溫試驗儀器；H為氣體單質，D為無色氣體，D在空氣中會出現(xiàn)紅棕色，各物質的轉化關系如下圖，（部分反應產(chǎn)物已略去）．

請回答下列問題；

（1）E的化學式為_____________________

（2）將M絲插入盛有X溶液的試管中，反應一段時間后的現(xiàn)象是：_______________________

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

（4）反應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)物質生成，B電極有無色氣體生成；電解一段時間后，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1. 6g.請回答下列問題：

①寫出電解時的陽極反應式_______________________

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

Answer 1

【答案】Fe2O3 鐵絲上附有紅色物質，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為中學化學中一種常見的鹽，F為淡黃色固體，與X溶液反應生成藍色沉淀Y為氫氧化銅可知，F為Na2O2；X溶液中含銅離子；M、N為常見的金屬，結合N的氧化物可作耐火材料，可用它來制造耐火坩堝和耐高溫試驗儀器，E和N反應生成M可知發(fā)生了置換反應，判斷N為Al，E為Fe2O3；M為Fe，結合M和含銅離子的X溶液反應生成固體C為銅，濾液A為亞鐵鹽溶液，加入鹽酸會發(fā)生反應生成無色氣體D，說明A只能是硝酸亞鐵，即X溶液為硝酸銅溶液；F為過氧化鈉加入到溶液B中生成H為氣體單質氧氣，D為無色氣體一氧化氮，D在空氣中會出現(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和硝酸銅溶液反應生成銅和硝酸亞鐵，反應一段時間后的現(xiàn)象：鐵絲上附有紅色物質，溶液顏色逐漸變?yōu)闇\綠色；

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

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

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

②陽極電極反應為4OH－-4e－=O2↑+2H2O；陰極電極反應為：Cu2＋+2e－=Cu；析出銅0.025mol，電子轉移為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。