Question

已知：用惰性电极电解某盐X的溶液，发生的反应为：X+H₂O

电解

A（单质）+B（单质）+Y（化合物）
（1）若组成X的元素均为短周期元素，且A、B均为气体，其在相同条件下体积比为1：1，产物之间可以发生下列反应（变化中的水略去）：写出有关反应的离子反应方程式：
①

 

；②

 

．
（2）若A为红色固体，A可以与Y的浓溶液反应生成一种与A摩尔质量相同的气体．
①写出该电解过程中阳极的电极反应式：

 

；
②某学生电解一定浓度的X溶液一段时间后，向所得溶液中加入0．lmolA₂（OH）₂CO₃后，恢复到电解前的浓度和pH（不考虑CO₂溶解），则电解过程中转移的电子数为

 

．
（3）若向X的溶液中加入过量的稀盐酸，产生白色沉淀，且存在如下的转化关系：
I．A+Y（浓）→X+C（气体）+H₂O；
Ⅱ．A+Y（稀）→X+D（气体）+H₂O；
Ⅲ．M+O₂→D（气体）+H₂O．
①已知：组成M气体的两种元素质量比为14：3，则检验M的方法是

 

；
②在标准状况下，27gA溶于一定浓度的Y溶液时，产生2.8L气体，将装有该气体的量筒倒立于有水的水槽中，再通入

 

L气体B，水才能恰好充满量筒；
③25℃时，向浓度为0.1mol?L^-1的MgCl₂、CuCl₂、CaCl₂混合溶液中通入M气体，最先生成的沉淀的化学式为

 

．
已知：K_sp[Mg（OH）₂]=1.8xl0^-11，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2xl0^-20，Ksp[Ca（OH）₂]=5.5xl0^-6．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：（1）若组成X的元素均为短周期元素，且A、B均为气体，其在相同条件下体积比为1：1，应为电解饱和食盐水的反应，则X为NaCl，Y为NaOH，由转化关系可知A为H₂，B为Cl₂，W为HCl，U为NaClO；
（2）若A为红色固体，应为Cu，A可以与Y的浓溶液反应生成一种与A摩尔质量相同的气体，该气体为SO₂，应是电解硫酸铜溶液，则X为CuSO₄，B为O₂、Y为H₂SO₄；
（3）若向X的溶液中加入过量的稀盐酸，产生白色沉淀，该沉淀为AgCl，则X为AgNO₃，由转化关系可知Y为HNO₃，A为Ag，C为NO₂，D为NO，M为NH₃，以此解答该题．

解答： 解：（1）若组成X的元素均为短周期元素，且A、B均为气体，其在相同条件下体积比为1：1，应为电解食盐水的反应，则X为NaCl，Y为NaOH，由转化关系可知A为H₂，B为Cl₂，W为HCl，U为NaClO，
①氯气和氢氧化钠溶液反应生成NaCl、NaClO和水，反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
②盐酸和次氯酸钠可发生氧化还原反应生成氯气，反应的离子方程式为2H⁺+Cl^-+ClO^-=Cl₂↑+H₂O，故答案为：2H⁺+Cl^-+ClO^-=Cl₂↑+H₂O；
（2）若A为红色固体，应为Cu，A可以与Y的浓溶液反应生成一种与A摩尔质量相同的气体，该气体为SO₂，应是电解硫酸铜溶液，则X为CuSO₄，B为O₂、Y为H₂SO₄，
①电解硫酸铜溶液，阳极发生氧化反应，电极方程式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O （或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺），故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O （或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺）；
②电解硫酸铜溶液可能发生如下两个阶段反应：
第一阶段2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，
第二阶段：2H₂O

电解  .

2H₂↑+O₂↑，
将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO?H₂O?CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水，
第一阶段：根据铜原子守恒知，电解硫酸铜溶液析出n（Cu）=n（CuO）=0.2mol，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol；
第二阶段：电解生成0.1mol水转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol，
所以解过程中共转移的电子数为0.4mol+0.2mol=0.6mol，转移的电子数为0.6N_A，
故答案为：0.6N_A；
（3）若向X的溶液中加入过量的稀盐酸，产生白色沉淀，该沉淀为AgCl，则X为AgNO₃，由转化关系可知Y为HNO₃，A为Ag，C为NO₂，D为NO，M为NH₃，
①检验氨气，可用湿润的红色石蕊试纸靠近盛M的集气瓶口，试纸变蓝（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近盛M的集气瓶口，冒白烟），
故答案为：用湿润的红色石蕊试纸靠近盛M的集气瓶口，试纸变蓝（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近盛M的集气瓶口，冒白烟）；
②A为Ag，B为O₂，n（Ag）=

27g

108g/mol

=0.25mol，反应中失去0.25mol电子，根据电子转移守恒，可知消耗的氧气也应得到0.25mol电子，此时水才能恰好充满量筒，则n（O₂）=

0.25mol

4

mol=

1

16

mol，
则V（O₂）=

1

16

mol×22.4L/mol=1.4L，故答案为：1.4．
③Mg（OH）₂、Cu（OH）₂、Ca（OH）₂的结构相同，Cu（OH）₂的溶度积更小，其溶解度更小，加入相同的氨水，Cu²⁺先沉淀生成Cu（OH）₂，
故答案为：Cu（OH）₂．

点评：本题考查较为综合，涉及无机物的推断，电解以及化学方程式的计算，侧重于学生的分析能力、计算能力的考查，为高频考点和常见题型，注意把握电解的原理和元素化合物知识，难度中等．