Question

4．下列圖甲框圖中，A由兩種黑色金屬氧化物等物質的量混合而成，B中含有四種陽離子．據此回答下列問題：
（1）A的組成是Fe₃O₄、CuO（填化學式）．
（2）相同條件下，溶液B中所有陽離子的氧化性由強到弱的順序依次是Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺．
（3）A中某組分可由單質與水反應制得，化學方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
（4）電解所用裝置如圖乙所示．
①電解開始階段，陽極上的電極反應是2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極上的電極反應是2Fe³⁺+2e^-=2 Fe²⁺．
②電解至陰極剛開始有固體R析出時，該溶液中金屬離子濃度由大到小的順序是Fe²⁺＞Cu²⁺．

Answer 1

分析 （1）常見的黑色金屬氧化物有氧化鐵和氧化銅等；
（2）單質的還原性越強則離子的氧化性越弱，處于最高價的元素具有較強的氧化性；
（3）單質鐵可以和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣；
（4）①電解池中陽極發生氧化反應，陰極發生還原反應；
②在陰極上，氧化性強的離子先放電．

解答 解：（1）常見的黑色金屬氧化物有氧化鐵和氧化銅等，根據溶液B的電解結果可知A的組成是Fe₃O₄、CuO，
故答案為：Fe₃O₄、CuO；
（2）單質的還原性越強則離子的氧化性越弱，所以氧化性：Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺，三價鐵處于最高價，具有的氧化性比銅離子強，
故答案為：Fe³⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺；
（3）單質鐵可以和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（4）①電解池中陽極為惰性電極時，陽極是陰離子發生失電子的氧化反應，陰極是陽離子發生得電子的還原反應，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑； 2Fe³⁺+2e^-=2 Fe²⁺；
②在陰極上，氧化性強的離子先放電，即先發生的電極反應為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，然后為Cu²⁺+2e^-=Cu，陰極剛開始有固體銅析出時，三價鐵已全部裝化為二價鐵，所以Fe²⁺濃度最大，其次是Cu²⁺，
故答案為：Fe²⁺＞Cu²⁺．

點評 本題是一道有關物質性質的推斷題，題目難度中等，思維空間廣，考查學生對知識點的理解程度．