Question

A、D、E、I是中學化學常見的單質(zhì)，在通常狀況下B也是常見的無色液體．它們有如圖示的轉(zhuǎn)化關系：
（1）寫出A→C屬于化合反應的化學方程式

 

（2）寫出G→H反應的離子方程式

 

（3）在C與F反應生成G與H的混合溶液中，其中H中陽離子的檢驗方法為

 

（4）用惰性電極電解200mL K溶液，一定時間后，在陰陽兩極均收集到224mL（標況）氣體． 則：①電解時陽極反應式為

 

②電路中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量是

 

③原K溶液的物質(zhì)的量濃度是

 

④要將上述電解后的溶液完全恢復到電解前，可向電解后的溶液中加入某純凈物，該純凈物的化學式是

 

，電解后溶液的pH=

 

（電解前后溶液的體積變化忽略不計）．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：A、D、E、I是中學化學常見的單質(zhì)，在通常狀況下B也是常見的無色液體，結合反應特征分析可知B為H₂O，說明D和E為氧氣和氫氣，結合反應A+H₂O=D+C，分析判斷推斷D為H2，E為O₂，電解生成氧氣的溶液K是不活潑金屬的含氧酸鹽，電解生成氧氣，F(xiàn)為含氧酸，根據(jù)C+F=B+G+H，G可以和氧氣反應生成H說明含有變價元素，F(xiàn)判斷不是硝酸應硫酸，I是常見的金屬單質(zhì)推斷為銅，確定K為CuSO₄，F(xiàn)為H₂SO₄，I為Cu，從而判斷A為Fe，C為Fe₃O₄，G為FeSO₄，H為Fe₂（SO₄）₃，綜上所述推斷出的物質(zhì)分別為：A為Fe，B為H₂O，C為Fe₃O₄，D為H₂，E為O₂，F(xiàn)為H₂SO₄，G為FeSO₄，H為Fe₂（SO₄）₃，K為CuSO₄，I為Cu；

解答： 解：A、D、E、I是中學化學常見的單質(zhì)，在通常狀況下B也是常見的無色液體，結合反應特征分析可知B為H₂O，說明D和E為氧氣和氫氣，結合反應A+H₂O=D+C，分析判斷推斷D為H2，E為O₂，電解生成氧氣的溶液K是不活潑金屬的含氧酸鹽，電解生成氧氣，F(xiàn)為含氧酸，根據(jù)C+F=B+G+H，G可以和氧氣反應生成H說明含有變價元素，F(xiàn)判斷不是硝酸應硫酸，I是常見的金屬單質(zhì)推斷為銅，確定K為CuSO₄，F(xiàn)為H₂SO₄，I為Cu，從而判斷A為Fe，C為Fe₃O₄，G為FeSO₄，H為Fe₂（SO₄）₃，綜上所述推斷出的物質(zhì)分別為：A為Fe，B為H₂O，C為Fe₃O₄，D為H₂，E為O₂，F(xiàn)為H₂SO₄，G為FeSO₄，H為Fe₂（SO₄）₃，K為CuSO₄，I為Cu；
（1）A-C是Fe→Fe₃O₄，發(fā)生化合反應生成四氧化三鐵的反應為：3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄；
故答案為：3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄；
（2）G→H反應為硫酸亞鐵和氧氣酸性溶液中反應生成硫酸鐵和水，反應的離子方程式為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（3）在C與F反應生成G與H的混合溶液中，其中H中陽離子為Fe3+，依據(jù)鐵離子的檢驗方法可知，取少量該溶液于小試管中，加入2至3滴KSCN溶液，溶液中出現(xiàn)紅色，則存在Fe³⁺；
故答案為：取少量該溶液于小試管中，加入2至3滴KSCN溶液，溶液中出現(xiàn)紅色，則存在Fe³⁺；
（4）用惰性電極電解200mL K溶液為CuSO₄溶液，一定時間后，在陰陽兩極均收集到224mL（標況）氣體，物質(zhì)的量為0.01mol；陽極電極反應：4OH--4e^-=2H2O+O₂↑；
陰極電極反應：Cu²⁺+2e^-=Cu   2H⁺+2e^-=H₂↑
①電解硫酸銅溶液，陽極是溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，或4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
故答案為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，或4OH^--4e_-=2H₂O+O₂↑；   
②電路中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量，依據(jù)依據(jù)電極反應計算得到，電極上生成0.01mol氧氣，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，反應過程中轉(zhuǎn)移電子0.04mol；
故答案為：0.04mol；
③依據(jù)電解過程中電子守恒，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.04mol，陰極電極反應：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，銅離子全部反應得到電子0.02mol，原溶液中 銅離子物質(zhì)的量為0.01mol，原CuSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度=

0.01mol

0.2L

=0.05mol/L；
故答案為：0.05mol/L；    
④上述分析計算可知，電解過程是電解硫酸銅后，繼續(xù)電解水，電解硫酸銅0.01mol，生成硫酸0.01mol，電解水共計0.02mol，要將上述電解后的溶液完全恢復到電解前，可向電解后的溶液中加入某純凈物，和硫酸反應生成的離子需要提供0.01mol銅離子，生成0.02mol水，該純凈物的化學式是Cu（OH）₂，此時依據(jù)水的電離平衡中氫離子和氫氧根離子守恒計算，得到溶液中增加的氫離子物質(zhì)的量為0.04mol-0.02mol=0.02mol，c（H+）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L
PH=1；
故答案為：Cu（OH）2，1；

點評：本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關系的分析推斷，物質(zhì)性質(zhì)和反應特征的分析、離子檢驗方法，電解原理及其計算的應用，題目難度中等．