Question

A～G及X，Y都是中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)．B，D，E，F(xiàn)，G在常溫下為氣體，其中B為紅棕色，F(xiàn)極易溶于水并有刺激性氣味．C是一種常見金屬，它的硫酸鹽溶液通常為藍(lán)色，它們之間有如圖1轉(zhuǎn)化關(guān)系（其中反應(yīng)③④⑦的產(chǎn)物中的水已略去）．

（1）寫出反應(yīng)⑦的離子方程式

 

．
（2）寫出電解X溶液的陽(yáng)極反應(yīng)式

 

．電解足量X溶液，經(jīng)測(cè)定電路中通過0.4mol電子時(shí)停止電解，此時(shí)向電解后的溶液中加入

 

可使X溶液恰好恢復(fù)電解前的濃度和pH．
（3）將25.6g C物質(zhì)投入到一定濃度的Y溶液中完全溶解，共收集到B和E的混合氣體13.44L（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），計(jì)算混合氣體中B的物質(zhì)的量為

 

mol．
（4）將盛有12mL由B和D兩種氣體組成的混合氣體的大試管，倒立于水槽中，待反應(yīng)結(jié)束后，試管中還殘留2mL無色氣體，計(jì)算原混合物氣體中B和D的物質(zhì)的量之比為

 

．
（5）寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式：

 

．
（6）若使F按下列途徑如圖2完全轉(zhuǎn)化為Y：則參加反應(yīng)的F與整個(gè)過程中消耗D的物質(zhì)的量之比為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：無機(jī)物的推斷

專題：推斷題

分析：B，D，E，F(xiàn)，G在常溫下為氣體，其中B為紅棕色，F(xiàn)極易溶于水并有刺激性氣味，可推斷B為NO₂，F(xiàn)為NH₃，B溶于水生成Y和氣體E，則E為NO，Y為HNO₃，由D+G

放電

NO，NO+D→NO₂，推斷D為O₂，G為N₂，C是一種常見金屬，它的硫酸鹽溶液通常為藍(lán)色，則C為Cu，A+F

加熱

C+G，則A為CuO，X溶于水形成溶液，固體X

△

A+B+D，則X為Cu（NO₃）₂，X

電解

D+C+Y，則驗(yàn)證X為Cu（NO₃）₂，據(jù)此解答．

解答： 解：B，D，E，F(xiàn)，G在常溫下為氣體，其中B為紅棕色，F(xiàn)極易溶于水并有刺激性氣味，可推斷B為NO₂，F(xiàn)為NH₃，B溶于水生成Y和氣體E，則E為NO，Y為HNO₃，由D+G

放電

NO，NO+D→NO₂，推斷D為O₂，G為N₂，C是一種常見金屬，它的硫酸鹽溶液通常為藍(lán)色，則C為Cu，A+F

加熱

C+G，則A為CuO，X溶于水形成溶液，固體X

△

A+B+D，則X為Cu（NO₃）₂，X

電解

D+C+Y，則驗(yàn)證X為Cu（NO₃）₂，
（1）反應(yīng)⑦為Cu與濃硝酸反應(yīng)，離子方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）電解Cu（NO₃）₂溶液的陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，電解足量Cu（NO₃）₂溶液，經(jīng)測(cè)定電路中通過0.4mol電子時(shí)停止電解，有0.2molCu²⁺放電生成Cu單質(zhì)，故需要加入0.2 mol CuO或0.2 mol CuCO₃或16g CuO或24.8g CuCO₃使溶液恰好恢復(fù)電解前的濃度和pH，故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；0.2 mol CuO或0.2 mol CuCO₃或16g CuO或24.8g CuCO₃；
（3）假設(shè)生成的NO₂和NO物質(zhì)的量分別為a和b，根據(jù)得失電子相等及混合氣體的量有關(guān)系式

amol+3bmol= 25.6g 64g/mol ×2 (a+b)mol×22.4L/mol=13.44L

解得a=0.5，b=0.1，故答案為：0.5；
（4）若剩余氣體為氧氣，則
4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，
4    1
4x   x
4x+x=12-2，x=2，
原混合物氣體中NO₂和O₂的物質(zhì)的量分別為8mL和4mL，則NO₂和O₂的物質(zhì)的量之比為2：1，
若剩余氣體為NO，
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
6mL           2mL
則反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃消耗的氣體體積共計(jì)12mL-6mL=6mL，則O₂的物質(zhì)的量為

1

5

×6mL=1.2mL，NO₂的物質(zhì)的量為12mL-1.2mL=10.8mL，NO₂和O₂的物質(zhì)的量之比為9：1，
故答案為：2：1或9：1；
（5）反應(yīng)④為NH₃與CuO的反應(yīng)，化學(xué)方程式為 2NH₃+3CuO

△   .

N₂+3Cu+3H₂O，故答案為：2NH₃+3CuO

△   .

N₂+3Cu+3H₂O；
（6）整個(gè)過程為NH₃

O2

H2O

HNO₃，N元素由-3價(jià)變化為+5價(jià)，O元素由0價(jià)變化為-2價(jià)，根據(jù)得失電子守恒，N原子與O原子的物質(zhì)的量之比為1：4，即NH₃與整個(gè)過程中消耗O₂的物質(zhì)的量之比為1：2，故答案為：1：2．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了N、Cu單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)的應(yīng)用，以及NO₂、O₂、H₂O三者之間的反應(yīng)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，在計(jì)算時(shí)要進(jìn)行過量判斷，需要強(qiáng)調(diào)的是NO₂過量時(shí)，剩余氣體為NO，本題難度較大，綜合性很強(qiáng)．