Question

已知X为中学化学中一种常见的盐，F为淡黄色固体；M、N为常见的金属，N的氧化物可作耐火材料，可用它来制造耐火坩埚和耐高温试验仪器；H为气体单质，D为无色气体，D在空气中会出现红棕色，各物质的转化关系如图，（部分反应产物已略去）．
请回答下列问题；
（1）E的化学式为______
（2）将M丝插入盛有X溶液的试管中，反应一段时间后的现象是：______．
（3）反应①②③④中属于置换反应的是______　（填序号）．
（4）反应②的离子方程式为______
（5）用石墨作电极电解500mL X溶液，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；电解一段时间后，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g．
请回答下列问题：
①写出电解时的阳极反应式______
②电解一段时间后转移______mol电子，溶液的pH______（填“升高”、“不变”、“降低”）

Answer 1

解：X为中学化学中一种常见的盐，F为淡黄色固体，与X溶液反应生成蓝色沉淀Y为氢氧化铜可知，F为Na₂O₂；X溶液中含铜离子；M、N为常见的金属，结合N的氧化物可作耐火材料，可用它来制造耐火坩埚和耐高温试验仪器，E和N反应生成M可知发生了置换反应，判断N为Al，E为Fe₂O₃；M为Fe，结合M和含铜离子的X溶液反应生成固体C为铜，滤液A为亚铁盐溶液，加入盐酸会发生反应生成无色气体D，说明A只能是硝酸亚铁，即X溶液为硝酸铜溶液；F为过氧化钠加入到溶液B中生成H为气体单质氧气，D为无色气体一氧化氮，D在空气中会出现红棕色二氧化氮；综上所述：A、Fe（NO₃）₂；B、Fe（NO₃）₃；C、Cu；D、NO；E、Fe₂O₃；F、Na₂O₂；G、Fe（OH）₃；H、O₂；M、Fe；N、Al；X、Cu（NO₃）₂；Y、Cu（OH）₂；根据判断出的物质分析回答问题：
（1）依据上述推断E为：Fe₂O₃，故答案为：Fe₂O₃
（2）将M丝插入盛有X溶液的试管中，是Fe和硝酸铜溶液反应生成铜和硝酸亚铁，反应一段时间后的现象，铁丝上附有红色物质，溶液颜色逐渐变为浅绿色；故答案为：铁丝上附有红色物质，溶液颜色逐渐变为浅绿色；
（3）反应①是铁和硝酸铜溶液反应发生置换反应；②是硝酸亚铁和盐酸发生氧化还原反应；③是氧化铝和铁反应生成铝和氧化铁，是置换反应；④是硝酸铁和过氧化钠反应，不是置换反应，所以中属于置换反应的是①③，故答案为：①③；
（4）反应②是亚铁离子在硝酸溶液中发生的氧化还原反应，离子方程式为：反应②的离子方程式反应为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，故答案为：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O
（5）用石墨作电极电解500mL Cu（NO₃）₂溶液，观察到A电极表面有红色的固态物质Cu生成，B电极有无色气体O₂生成；电解一段时间后，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g为铜，物质的量为0.025mol；
①阳极电极反应是氢氧根离子放电，电极反应为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
②阳极电极反应为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu；析出铜0.025mol，电子转移为0.05mol；电解过程中氢氧根离子减少生成氢离子，所以溶液PH降低；
故答案为：0.05； 降低；
分析：X为中学化学中一种常见的盐，F为淡黄色固体，与X溶液反应生成蓝色沉淀Y为氢氧化铜可知，F为Na₂O₂；X溶液中含铜离子；M、N为常见的金属，结合N的氧化物可作耐火材料，可用它来制造耐火坩埚和耐高温试验仪器，E和N反应生成M可知发生了置换反应，判断N为Al，E为Fe₂O₃；M为Fe，结合M和含铜离子的X溶液反应生成固体C为铜，滤液A为亚铁盐溶液，加入盐酸会发生反应生成无色气体D，说明A只能是硝酸亚铁，即X溶液为硝酸铜溶液；F为过氧化钠加入到溶液B中生成H为气体单质氧气，D为无色气体一氧化氮，D在空气中会出现红棕色二氧化氮；
点评：本题考查了无机化合物的转化关系和性质应用，主要考查物质性质的综合应用，转化关系的反应产物判断，置换反应的判断，氧化还原反应的离子方程式书写，电解电解反应和电解计算．