Question

已知A为中学化学中的一种盐，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，无色气体G遇空气变红棕色．已知用惰性电极电解A溶液一段时间后，产物只有C、D和E的稀溶液．各物质之间的转化关系如下图（部分反应产物已略去）．请回答下列问题：

（1）D的组成元素在周期表中的位置

 

（2）D的电子式为

 

（3）A的化学式为

 

．
（4）A溶液与Na₂O₂反应的总化学方程式为

 

．
（5）E的稀溶液与F溶液反应的离子方程式为

 

．
（6）电解100mL盐A的溶液一段时间后，断开电路，取出电极，测得所得到的气体D在标准状况下的体积为5.6mL，则电解后溶液的pH为

 

．（假设溶液体积不变）
（7）若向100mL盐A的溶液中加入10g金属单质B的粉末，充分搅拌后，过滤，烘干得10.16g固体，则滤液中溶质的物质的量浓度为

 

．（假设溶液体积不变）
（8）标准状况下用排水法收集满一烧瓶G（水蒸气不计），塞上带导管的橡皮塞，通过导管向其中缓慢通入氧气，现象是：

 

，一段时间后，常压下不能再通入氧气，则将烧瓶倒立，导管插入盛水的水槽中，用粘冰水的毛巾冷却烧瓶，即看到烧瓶中出现“喷泉”，“喷泉”结束时，瓶中溶液的物质的量浓度是：

 

．（精确到小数点后三位）

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：根据题意，采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，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，Na₂O₂与水反应生成NaOH和氧气，加入到Cu（NO₃）₂溶液中有蓝色沉淀生成；根据电解硝酸铜的电极方程式：2Cu（NO₃）₂+2H₂O

电解  .

2Cu+O₂↑+4HNO₃，可计算溶液的pH；根据化学方程式，利用质量守恒定律计算硝酸铜的物质的量，进而计算溶液的物质的量浓度；NO与氧气反应生成棕红色二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，据此答题．

解答： 解：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，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）根据上面的分析可知，D为氧气，D的组成元素在周期表中的位置第二周期第ⅥA族，
故答案为：第二周期第ⅥA族；
（2）D为氧气，D的电子式为，故答案为：；
（3）根据上面的分析可知，A为硝酸铜，化学式为Cu（NO₃）₂，故答案为：Cu（NO₃）₂；
（4）Na₂O₂与水反应生成NaOH和氧气，加入到Cu（NO₃）₂溶液中有蓝色沉淀生成，总化学方程式为2Cu（NO₃）₂+2Na₂O₂+2H₂O=2Cu（OH）₂↓+4NaNO₃+O₂↑，
故答案为：2Cu（NO₃）₂+2Na₂O₂+2H₂O=2Cu（OH）₂↓+4NaNO₃+O₂↑；
（5）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；
（6）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
                   5.6×10^-3L   n
则n=

4mol×5.6×10-3L

22.4L

=1×10^-3mol
所以c（H⁺）=

1×10-3mol

0.1L

=0.01mol，故pH=2，
故答案为：2；
（7）向盐A溶液中加入金属单质B，反应的化学方程式为：Fe+Cu（NO₃）₂═Fe（NO₃）₂+Cu，根据差量法计算：
Fe+Cu（NO₃）₂═Fe（NO₃）₂+Cu△m
    1mol                       8g
    n                     10.16g-10g=0.16g
n=

0.16g×1mol

8g

=0.02mol，
所以溶液的浓度为：

0.02mol

0.1L

=0.2mol/L，
故答案为：0.2 mol/L；
（8）标准状况下用排水法收集满一烧瓶G（水蒸气不计），塞上带导管的橡皮塞，通过导管向其中缓慢通入氧气，现象是：瓶中无色气体变成红棕色，一段时间后，常压下不能再通入氧气，此时瓶中充满了二氧化氮，设瓶的体积为1L，根据反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知，“喷泉”结束时，瓶中溶液的体积为

2

3

L，生成硝酸的物质的量为

2

3

×

1

22.4

mol，所以硝酸的物质的量浓度是

2 3 × 1 22.4

2 3

mol/L=0.045mol?L^-1，
故答案为：瓶中无色气体变成红棕色；0.045mol?L^-1．

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，题目难度较大度，根据框图，推断出各种物质是做好本题的关键．