Question

(13分)已知X為中學化學中一種常見的鹽，F為淡黃色固體；M、N為常見的金屬，N的氧化物可作耐火材料，可用它來制造耐火坩堝和耐高溫試驗儀器；H為氣體單質，D為無色氣體，D在空氣中會出現紅棕色。各物質的轉化關系如下圖(部分反應物已略去)。

請回答下列問題：
(1)E的化學式為_______________(2分)。
(2)將M絲插入盛有X溶液的試管中，反應一段時間后的現象是_______________(2分)。
(3)在反應①②③④中屬于置換反應的是__________(填序號)(2分)。
(4)反應②的離子方程式為______________________________________________(2分)。
(5)用石墨作電極電解50mL X溶液，觀察到A電極表面有紅色的固態物質生成，B電極有無色氣體生成；電解一段時間后，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6g。請回答下列問題：
①寫出電解時的陽極反應式________________________________________(2分)。
②電解后溶液的pH為_______________________________(3分)(假設電解前后溶液體積不變)。

Answer 1

(1)Fe₂O₃(2分)             (2)鐵絲上附有紅色物質，溶液顏色變淺(2分)
(3)(1)(3)(2分)            (4)2Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O(2分)
(5)①4OH^--4e^-=O₂+2H₂O(2分)               ②0(3分)

F為淡黃色固體，可能為硫或Na₂O₂，它可與溶液B或溶液X均產生無色氣體H及沉淀Y（藍色沉淀必定為Cu(OH)₂）或G，可判定F為Na₂O₂，H為氧氣，X為銅鹽；
由“N的氧化物可作耐火材料，可用它來制造耐火坩堝和耐高溫試驗儀器”知道N必為鋁，不溶于水的氫氧化物G加熱脫水生成氧化物E，E與鋁可生成另一常見金屬M，可知這屬于鋁熱反應，鋁與氧化物E：Fe₂O₃置換出M：鐵單質：③2Al＋Fe₂O₃Al₂O₃＋2Fe
鐵與銅鹽M發生置換出C：銅和濾液A：亞鐵鹽溶液，加入鹽酸后生成NO（D為無色氣體，D在空氣中會出現紅棕色，說明D一定為NO，在空氣中被氧化為紅棕色的NO₂），說明A必定為硝酸鹽：②2Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，從而可知X為硝酸銅，A為硝酸亞鐵，B為硝酸鐵溶液；
(1)Fe₂O₃
(2)鐵與硝酸銅發生置換反應：①Fe＋CuSO₄=FeSO₄＋Cu，故鐵絲上附有紅色物質，溶液顏色由藍色轉變了淺綠色
(3)反應④：2Na₂O₂＋2H₂O=4NaOH＋O₂↑  FeCl₃＋3NaOH=Fe(OH)₃↓＋3NaCl，①②③④屬于置換反應的是①③
(4)2Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O
(5)總電解反應式為：2Cu(NO₃)₂＋2H₂O2Cu＋O₂↑＋4HNO₃
①陽極上有氧氣生成：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O
②由總反應式可知，銅為1.6g，同時得到n(HNO₃)=0.05mol，c(HNO₃)=0.05mol/0.05L=1mol/L
c(H⁺)=1mol/L，pH=0