Question

已知：用惰性電極電解某鹽X的溶液，發(fā)生的反應為：X+H₂O

電解

A（單質(zhì)）+B（單質(zhì)）+Y（化合物）
（1）若組成X的元素均為短周期元素，且A、B均為氣體，其在相同條件下體積比為1：1，產(chǎn)物之間可以發(fā)生下列反應（變化中的水略去）：寫出有關反應的離子反應方程式：
①

 

；②

 

．
（2）若A為紅色固體，A可以與Y的濃溶液反應生成一種與A摩爾質(zhì)量相同的氣體．
①寫出該電解過程中陽極的電極反應式：

 

；
②某學生電解一定濃度的X溶液一段時間后，向所得溶液中加入0．lmolA₂（OH）₂CO₃后，恢復到電解前的濃度和pH（不考慮CO₂溶解），則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

 

．
（3）若向X的溶液中加入過量的稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀，且存在如下的轉(zhuǎn)化關系：
I．A+Y（濃）→X+C（氣體）+H₂O；
Ⅱ．A+Y（稀）→X+D（氣體）+H₂O；
Ⅲ．M+O₂→D（氣體）+H₂O．
①已知：組成M氣體的兩種元素質(zhì)量比為14：3，則檢驗M的方法是

 

；
②在標準狀況下，27gA溶于一定濃度的Y溶液時，產(chǎn)生2.8L氣體，將裝有該氣體的量筒倒立于有水的水槽中，再通入

 

L氣體B，水才能恰好充滿量筒；
③25℃時，向濃度為0.1mol?L^-1的MgCl₂、CuCl₂、CaCl₂混合溶液中通入M氣體，最先生成的沉淀的化學式為

 

．
已知：K_sp[Mg（OH）₂]=1.8xl0^-11，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2xl0^-20，Ksp[Ca（OH）₂]=5.5xl0^-6．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：（1）若組成X的元素均為短周期元素，且A、B均為氣體，其在相同條件下體積比為1：1，應為電解飽和食鹽水的反應，則X為NaCl，Y為NaOH，由轉(zhuǎn)化關系可知A為H₂，B為Cl₂，W為HCl，U為NaClO；
（2）若A為紅色固體，應為Cu，A可以與Y的濃溶液反應生成一種與A摩爾質(zhì)量相同的氣體，該氣體為SO₂，應是電解硫酸銅溶液，則X為CuSO₄，B為O₂、Y為H₂SO₄；
（3）若向X的溶液中加入過量的稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀為AgCl，則X為AgNO₃，由轉(zhuǎn)化關系可知Y為HNO₃，A為Ag，C為NO₂，D為NO，M為NH₃，以此解答該題．

解答： 解：（1）若組成X的元素均為短周期元素，且A、B均為氣體，其在相同條件下體積比為1：1，應為電解食鹽水的反應，則X為NaCl，Y為NaOH，由轉(zhuǎn)化關系可知A為H₂，B為Cl₂，W為HCl，U為NaClO，
①氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成NaCl、NaClO和水，反應的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
②鹽酸和次氯酸鈉可發(fā)生氧化還原反應生成氯氣，反應的離子方程式為2H⁺+Cl^-+ClO^-=Cl₂↑+H₂O，故答案為：2H⁺+Cl^-+ClO^-=Cl₂↑+H₂O；
（2）若A為紅色固體，應為Cu，A可以與Y的濃溶液反應生成一種與A摩爾質(zhì)量相同的氣體，該氣體為SO₂，應是電解硫酸銅溶液，則X為CuSO₄，B為O₂、Y為H₂SO₄，
①電解硫酸銅溶液，陽極發(fā)生氧化反應，電極方程式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O （或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺），故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O （或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺）；
②電解硫酸銅溶液可能發(fā)生如下兩個階段反應：
第一階段2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu↓+O₂↑+2H₂SO₄，
第二階段：2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，
將堿式碳酸銅化學式改變?yōu)?CuO?H₂O?CO₂，所以加入0.1molCu₂（OH）₂CO₃ 就相當于加入0.2molCuO和0.1mol水，
第一階段：根據(jù)銅原子守恒知，電解硫酸銅溶液析出n（Cu）=n（CuO）=0.2mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.2mol×2=0.4mol；
第二階段：電解生成0.1mol水轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×2=0.2mol，
所以解過程中共轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4mol+0.2mol=0.6mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6N_A，
故答案為：0.6N_A；
（3）若向X的溶液中加入過量的稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀為AgCl，則X為AgNO₃，由轉(zhuǎn)化關系可知Y為HNO₃，A為Ag，C為NO₂，D為NO，M為NH₃，
①檢驗氨氣，可用濕潤的紅色石蕊試紙靠近盛M的集氣瓶口，試紙變藍（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近盛M的集氣瓶口，冒白煙），
故答案為：用濕潤的紅色石蕊試紙靠近盛M的集氣瓶口，試紙變藍（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近盛M的集氣瓶口，冒白煙）；
②A為Ag，B為O₂，n（Ag）=

27g

108g/mol

=0.25mol，反應中失去0.25mol電子，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可知消耗的氧氣也應得到0.25mol電子，此時水才能恰好充滿量筒，則n（O₂）=

0.25mol

4

mol=

1

16

mol，
則V（O₂）=

1

16

mol×22.4L/mol=1.4L，故答案為：1.4．
③Mg（OH）₂、Cu（OH）₂、Ca（OH）₂的結(jié)構(gòu)相同，Cu（OH）₂的溶度積更小，其溶解度更小，加入相同的氨水，Cu²⁺先沉淀生成Cu（OH）₂，
故答案為：Cu（OH）₂．

點評：本題考查較為綜合，涉及無機物的推斷，電解以及化學方程式的計算，側(cè)重于學生的分析能力、計算能力的考查，為高頻考點和常見題型，注意把握電解的原理和元素化合物知識，難度中等．