Question

4．下列图甲框图中，A由两种黑色金属氧化物等物质的量混合而成，B中含有四种阳离子．据此回答下列问题：
（1）A的组成是Fe₃O₄、CuO（填化学式）．
（2）相同条件下，溶液B中所有阳离子的氧化性由强到弱的顺序依次是Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺．
（3）A中某组分可由单质与水反应制得，化学方程式为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（4）电解所用装置如图乙所示．
①电解开始阶段，阳极上的电极反应是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，阴极上的电极反应是2Fe³⁺+2e^-=2 Fe²⁺．
②电解至阴极刚开始有固体R析出时，该溶液中金属离子浓度由大到小的顺序是Fe²⁺＞Cu²⁺．

Answer 1

分析 （1）常见的黑色金属氧化物有氧化铁和氧化铜等；
（2）单质的还原性越强则离子的氧化性越弱，处于最高价的元素具有较强的氧化性；
（3）单质铁可以和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
（4）①电解池中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；
②在阴极上，氧化性强的离子先放电．

解答 解：（1）常见的黑色金属氧化物有氧化铁和氧化铜等，根据溶液B的电解结果可知A的组成是Fe₃O₄、CuO，
故答案为：Fe₃O₄、CuO；
（2）单质的还原性越强则离子的氧化性越弱，所以氧化性：Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺，三价铁处于最高价，具有的氧化性比铜离子强，
故答案为：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺；
（3）单质铁可以和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（4）①电解池中阳极为惰性电极时，阳极是阴离子发生失电子的氧化反应，阴极是阳离子发生得电子的还原反应，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑； 2Fe³⁺+2e^-=2 Fe²⁺；
②在阴极上，氧化性强的离子先放电，即先发生的电极反应为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，然后为Cu²⁺+2e^-=Cu，阴极刚开始有固体铜析出时，三价铁已全部装化为二价铁，所以Fe²⁺浓度最大，其次是Cu²⁺，
故答案为：Fe²⁺＞Cu²⁺．

点评 本题是一道有关物质性质的推断题，题目难度中等，思维空间广，考查学生对知识点的理解程度．