Question

已知A为中学化学中的一种深蓝色盐，B、C为日常生活中常见的金属单质，D、G为无色无味气体，各物质之间的转化关系如下图（电解采用惰性电极，部分反应产物已略去）．请回答下列问题：
（1）电解A溶液的阳极反应式为

 

．
（2）A溶液中的A与Na₂O₂按物质的量之比为1：1反应时的总化学方程式为

 

（3）E的稀溶液与F溶液反应的离子方程式为

 

．
（4）电解100mL盐A的溶液一段时间后，断开电路，取出电极，测得电解后溶液的pH为1（假设溶液体积不变）．则所得到的气体D在标准状况下的体积为

 

mL．
（5）若H溶液为只含单一溶质的溶液，且其浓度为1mol/L，分别向四份200mL该H的溶液中加入B和C的合金，得到如下表所示的数据，试回答有关问题．

	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
H溶液的体积（mL）	100	100	100	100
加入B、C合金的质量（g）	3	6.6	9	12
剩余固体的质量（g）	0	0.64	3.2	6.4

①根据表中的数据可求出合金中B和C两物质的质量之比为

 

；
②根据表中数据分析Ⅰ反应后的溶液中存在的金属阳离子有

 

 （用离子符号表示）．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：

分析：A为中学化学中的一种深蓝色盐，A中含有铜离子，用正推和逆推相结合的方法推断，电解A溶液时产生金属单质C和另外一种气体D，应为电解铜的含氧酸盐溶液，在阴极上析出不活泼金属，结合“B、C为日常生活中常见的金属、通常条件下D为无色无味气体”可知C应为铜，D为氧气；
E溶液能与C金属发生氧化还原反应，且E溶液与F溶液也能反应生成无色无味气体G，“无色气体G遇空气变红棕色”则G为NO，说明E溶液是具有强氧化性的硝酸，则A为硝酸铜，C为铜，D为氧气，G为NO，F与硝酸反应生成NO，说明且含有金属B元素，说明F溶液具有还原性，应为Fe（NO₃）₂溶液，则B为Fe、H为Fe（NO₃）₃，依次解答．

解答： 解：A为中学化学中的一种深蓝色盐，A中含有铜离子，用正推和逆推相结合的方法推断，电解A溶液时产生金属单质C和另外一种气体D，应为电解铜的含氧酸盐溶液，在阴极上析出不活泼金属，结合“B、C为日常生活中常见的金属、通常条件下D为无色无味气体”可知C应为铜，D为氧气；
E溶液能与C金属发生氧化还原反应，且E溶液与F溶液也能反应生成无色无味气体G，“无色气体G遇空气变红棕色”则G为NO，说明E溶液是具有强氧化性的硝酸，则A为硝酸铜，C为铜，D为氧气，G为NO，F与硝酸反应生成NO，说明且含有金属B元素，说明F溶液具有还原性，应为Fe（NO₃）₂溶液，则B为Fe、H为Fe（NO₃）₃，
（1）电解硝酸铜溶液时，阳极电极反应是氢氧根离子放电，电极反应为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑（或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺），
故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑（或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺）；
（2）2Cu（NO₃）₂和Na₂O₂按物质的量之比为1：1反应时实际是过氧化钠先与水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠在和硝酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，总化学方程式为2Na₂O₂+2Cu（NO₃）₂+2H₂O=2Cu（OH）₂↓+4NaNO₃+O₂↑，故答案为：2Na₂O₂+2Cu（NO₃）₂+2H₂O=2Cu（OH）₂↓+4NaNO₃+O₂↑；
（3）硝酸具有强氧化性，Fe²⁺具有还原性，二者发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺═3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（4）根据电解硝酸铜的电极方程式：
2Cu（NO₃）₂+2H₂O

电解  .

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

22.4L×0.1mol/L×0.1L

4mol

=5.6×10^-2L=5.6mL，故答案为：56；
（5）①根据Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ反应的金属质量分别为5.96g、5.8g、5.6g知溶解的金属质量在减少，可判断在Ⅳ中一定有铁置换铜的反应发生，在Ⅲ到Ⅳ中合金增加了12g-9g=3g，金属又溶解了5.8g-5.6g=0.2g，
根据Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu△m
    56g        64g  8g
     x             0.2g   
8g×x=56g×0.2g 解得x=1.4g，铜的质量为3g-1.4g=1.6g，合金中Fe和Cu两物质的质量之比为1.4g：1.6g=7：8；
故答案为：7：8；
②由于合金中Fe和Cu两物质的质量之比为7：8，故Ⅰ中Fe的质量为1.4g，Cu的质量为1.6g，Fe（NO₃）₃最多可以得0.2L×1mol/L×（3-1）=0.2mol电子，金属没有剩余，失去电子数为

1.4g

56g/mol

×2+

1.6g

64g/mol

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

点评：本题以无机物的推断为载体，考查电化学知识及溶液的有关计算，题目难度较大，根据框图，推断出各种物质是做好本题的关键．