Question

已知：用惰性电极电解某盐X的溶液，发生的反应为：X+H₂O

电解

 A（单质）+B（单质）+Y（化合物）
（1）若组成X的元素均为短周期元素，且A、B均为气体，其在相同条件下体积比为1：1，产物之间可以发生下列反应（变化中的水略去）：写出有关反应的离子反应方程式：
①

 

；②

 

．
（2）若A为红色固体，A可以与Y的浓溶液反应生成一种与A摩尔质量相同的气体．
①写出该电解过程中阳极的电极反应式：

 

；
②某学生电解一定浓度的X溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.1mol A₂（OH）₂CO₃后，恢复到电解前的浓度和pH（不考虑CO₂溶解），则电解过程中转移的电子数为

 

．
（3）若向X的溶液中加入过量的稀盐酸，产生白色沉淀，且存在如下的转化关系：
Ⅰ．A+Y（浓）→X+C（气体）+H₂O；Ⅱ．A+Y（稀）→X+D（气体）+H₂O；
Ⅲ．M+O₂→D（气体）+H₂O．
①已知：组成M气体的两种元素质量比为14：3，则实验室制备M气体的化学反应方程式为

 

．检验M的方法是

 

．
②在标准状况下，27gA完全溶于一定浓度的Y溶液时，产生2.8L气体，将装有该气体的量筒倒立于有水的水槽中，再通入

 

L气体B，水才能恰好充满量筒．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：（1）若组成X的元素均为短周期元素，且A、B均为气体，其在相同条件下体积比为1：1，应为电解食盐水的反应，则X为NaCl，Y为NaOH，由转化关系可知A为H₂，B为Cl₂，W为HCl，U为NaClO；
（2）若A为红色固体，应为Cu，A可以与Y的浓溶液反应生成一种与A摩尔质量相同的气体，该气体为SO₂；
（3）若向X的溶液中加入过量的稀盐酸，产生白色沉淀，该沉淀为AgCl，则X为AgNO₃，由转化关系可知Y为HNO₃，A为Ag，C为NO₂，D为NO，M为NH₃，以此解答该题．

解答： 解：（1）若组成X的元素均为短周期元素，且A、B均为气体，其在相同条件下体积比为1：1，应为电解食盐水的反应，则X为NaCl，Y为NaOH，由转化关系可知A为H₂，B为Cl₂，W为HCl，U为NaClO
①氯气和氢氧化钠溶液反应生成NaCl、NaClO和水，反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
②盐酸和次氯酸钠可发生氧化还原反应生成氯气，反应的离子方程式为2H⁺+Cl^-+ClO^-=Cl₂↑+H₂O，故答案为：2H⁺+Cl^-+ClO^-=Cl₂↑+H₂O；
（2）若A为红色固体，应为Cu，A可以与Y的浓溶液反应生成一种与A摩尔质量相同的气体，该气体为SO₂，则X应为CuSO₄，
①电解硫酸铜溶液，阳极发生氧化反应，电极方程式为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O （或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，
故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O （或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺）；
②电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是铜、氢氧根离子，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段：
第一阶段2CuSO₄+2H₂O

电解  .

2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，
第二阶段：2H₂O

电解  .

2H₂↑+O₂↑，
将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO?H₂O?CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水，
第一阶段：根据铜原子守恒知，电解硫酸铜溶液析出n（Cu）=n（CuO）=0.2mol，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol；
第二阶段：电解生成0.1mol水转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol，
所以解过程中共转移的电子数为0.4mol+0.2mol=0.6mol，转移的电子数为0.6N_A，
故答案为：0.6N_A；
（3）若向X的溶液中加入过量的稀盐酸，产生白色沉淀，该沉淀为AgCl，则X为AgNO₃，由转化关系可知Y为HNO₃，A为Ag，C为NO₂，D为NO，M为NH₃，
①实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制备氨气，反应的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，检验氨气，可用湿润的红色石蕊试纸靠近盛M的集气瓶口，试纸变蓝（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近盛M的集气瓶口，冒白烟），
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；用湿润的红色石蕊试纸靠近盛M的集气瓶口，试纸变蓝（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近盛M的集气瓶口，冒白烟）；
②A为Ag，B为O₂，n（Ag）=

27g

108g/mol

=0.25mol，反应中失去0.25mol电子，由HNO₃

Ag

（NO或NO₂）

O2

HNO₃，可知消耗的氧气也应得到0.25mol电子，此时水才能恰好充满量筒，则n（O₂）=

0.25

4

mol=

1

16

mol，
则V（O₂）=

1

16

mol×22.4L/mol=1.4L，
故答案为：1.4．

点评：本题考查较为综合，涉及无机物的推断，电解以及化学方程式的计算，侧重于学生的分析能力、计算能力的考查，为高频考点和常见题型，注意把握电解的原理和元素化合物知识，难度中等．