Question

【题目】已知X为中学化学中一种常见的盐，F为淡黄色固体；M、N为常见的金属，N的氧化物可作耐火材料，可用它来制造耐火坩埚和耐高温试验仪器；H为气体单质，D为无色气体，D在空气中会出现红棕色，各物质的转化关系如下图，（部分反应产物已略去）．

请回答下列问题；

（1）E的化学式为_____________________

（2）将M丝插入盛有X溶液的试管中，反应一段时间后的现象是：_______________________

（3）在反应①②③④中属于置换反应的是_________________（填序号）．

（4）反应②的离子方程式为___________________________________

（5）用石墨作电极电解500mL X溶液，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；电解一段时间后，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1. 6g.请回答下列问题：

①写出电解时的阳极反应式_______________________

②电解后溶液的pH为________________________假设电解前后溶液体积不变）

Answer 1

【答案】Fe2O3 铁丝上附有红色物质，溶液颜色逐渐变为浅绿色 ①③ 3Fe2＋+NO3－+4H＋＝ 3Fe3＋+NO ↑ +2H2O 4OH－-4e－＝O2↑ +2H2O 1

【解析】

由题意：X为中学化学中一种常见的盐，F为淡黄色固体，与X溶液反应生成蓝色沉淀Y为氢氧化铜可知，F为Na2O2；X溶液中含铜离子；M、N为常见的金属，结合N的氧化物可作耐火材料，可用它来制造耐火坩埚和耐高温试验仪器，E和N反应生成M可知发生了置换反应，判断N为Al，E为Fe2O3；M为Fe，结合M和含铜离子的X溶液反应生成固体C为铜，滤液A为亚铁盐溶液，加入盐酸会发生反应生成无色气体D，说明A只能是硝酸亚铁，即X溶液为硝酸铜溶液；F为过氧化钠加入到溶液B中生成H为气体单质氧气，D为无色气体一氧化氮，D在空气中会出现红棕色二氧化氮。

（1）由分析可知E为：Fe2O3；

（2）将M丝插入盛有X溶液的试管中，是Fe和硝酸铜溶液反应生成铜和硝酸亚铁，反应一段时间后的现象：铁丝上附有红色物质，溶液颜色逐渐变为浅绿色；

（3）反应①是铁和硝酸铜溶液反应发生置换反应；②是硝酸亚铁和盐酸发生氧化还原反应；③是氧化铝和铁反应生成铝和氧化铁，是置换反应；④是硝酸铁和过氧化钠反应，不是置换反应，所以中属于置换反应的是①③；

（4）反应②是亚铁离子在硝酸溶液中发生的氧化还原反应，离子方程式为：反应②的离子方程式反应为：3Fe2＋+NO3－+4H＋=3Fe3＋+NO↑+2H2O；

（5）①阳极电极反应是氢氧根离子放电，电极反应为：4OH－-4e－=O2↑+2H2O；

②阳极电极反应为4OH－-4e－=O2↑+2H2O；阴极电极反应为：Cu2＋+2e－=Cu；析出铜0.025mol，电子转移为0.05mol，由电极方程式可知生成氢离子0.05mol，则生成c（H＋）=0.05mol÷0.5L=0.1mol·L－1，pH=1。