Question

A、D、E、I是中学化学常见的单质，在通常状况下B也是常见的无色液体．它们有如图示的转化关系：
（1）写出A→C属于化合反应的化学方程式

 

（2）写出G→H反应的离子方程式

 

（3）在C与F反应生成G与H的混合溶液中，其中H中阳离子的检验方法为

 

（4）用惰性电极电解200mL K溶液，一定时间后，在阴阳两极均收集到224mL（标况）气体． 则：①电解时阳极反应式为

 

②电路中转移的电子的物质的量是

 

③原K溶液的物质的量浓度是

 

④要将上述电解后的溶液完全恢复到电解前，可向电解后的溶液中加入某纯净物，该纯净物的化学式是

 

，电解后溶液的pH=

 

（电解前后溶液的体积变化忽略不计）．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：A、D、E、I是中学化学常见的单质，在通常状况下B也是常见的无色液体，结合反应特征分析可知B为H₂O，说明D和E为氧气和氢气，结合反应A+H₂O=D+C，分析判断推断D为H2，E为O₂，电解生成氧气的溶液K是不活泼金属的含氧酸盐，电解生成氧气，F为含氧酸，根据C+F=B+G+H，G可以和氧气反应生成H说明含有变价元素，F判断不是硝酸应硫酸，I是常见的金属单质推断为铜，确定K为CuSO₄，F为H₂SO₄，I为Cu，从而判断A为Fe，C为Fe₃O₄，G为FeSO₄，H为Fe₂（SO₄）₃，综上所述推断出的物质分别为：A为Fe，B为H₂O，C为Fe₃O₄，D为H₂，E为O₂，F为H₂SO₄，G为FeSO₄，H为Fe₂（SO₄）₃，K为CuSO₄，I为Cu；

解答： 解：A、D、E、I是中学化学常见的单质，在通常状况下B也是常见的无色液体，结合反应特征分析可知B为H₂O，说明D和E为氧气和氢气，结合反应A+H₂O=D+C，分析判断推断D为H2，E为O₂，电解生成氧气的溶液K是不活泼金属的含氧酸盐，电解生成氧气，F为含氧酸，根据C+F=B+G+H，G可以和氧气反应生成H说明含有变价元素，F判断不是硝酸应硫酸，I是常见的金属单质推断为铜，确定K为CuSO₄，F为H₂SO₄，I为Cu，从而判断A为Fe，C为Fe₃O₄，G为FeSO₄，H为Fe₂（SO₄）₃，综上所述推断出的物质分别为：A为Fe，B为H₂O，C为Fe₃O₄，D为H₂，E为O₂，F为H₂SO₄，G为FeSO₄，H为Fe₂（SO₄）₃，K为CuSO₄，I为Cu；
（1）A-C是Fe→Fe₃O₄，发生化合反应生成四氧化三铁的反应为：3Fe+2O₂

点燃  .

Fe₃O₄；
故答案为：3Fe+2O₂

点燃  .

Fe₃O₄；
（2）G→H反应为硫酸亚铁和氧气酸性溶液中反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
故答案为：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
（3）在C与F反应生成G与H的混合溶液中，其中H中阳离子为Fe3+，依据铁离子的检验方法可知，取少量该溶液于小试管中，加入2至3滴KSCN溶液，溶液中出现红色，则存在Fe³⁺；
故答案为：取少量该溶液于小试管中，加入2至3滴KSCN溶液，溶液中出现红色，则存在Fe³⁺；
（4）用惰性电极电解200mL K溶液为CuSO₄溶液，一定时间后，在阴阳两极均收集到224mL（标况）气体，物质的量为0.01mol；阳极电极反应：4OH--4e^-=2H2O+O₂↑；
阴极电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu   2H⁺+2e^-=H₂↑
①电解硫酸铜溶液，阳极是溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，或4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
故答案为：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，或4OH^--4e_-=2H₂O+O₂↑；   
②电路中转移的电子的物质的量，依据依据电极反应计算得到，电极上生成0.01mol氧气，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，反应过程中转移电子0.04mol；
故答案为：0.04mol；
③依据电解过程中电子守恒，转移电子数为0.04mol，阴极电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，2H⁺+2e^-=H₂↑，铜离子全部反应得到电子0.02mol，原溶液中 铜离子物质的量为0.01mol，原CuSO₄溶液的物质的量浓度=

0.01mol

0.2L

=0.05mol/L；
故答案为：0.05mol/L；    
④上述分析计算可知，电解过程是电解硫酸铜后，继续电解水，电解硫酸铜0.01mol，生成硫酸0.01mol，电解水共计0.02mol，要将上述电解后的溶液完全恢复到电解前，可向电解后的溶液中加入某纯净物，和硫酸反应生成的离子需要提供0.01mol铜离子，生成0.02mol水，该纯净物的化学式是Cu（OH）₂，此时依据水的电离平衡中氢离子和氢氧根离子守恒计算，得到溶液中增加的氢离子物质的量为0.04mol-0.02mol=0.02mol，c（H+）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L
PH=1；
故答案为：Cu（OH）2，1；

点评：本题考查了物质转化关系的分析推断，物质性质和反应特征的分析、离子检验方法，电解原理及其计算的应用，题目难度中等．