Question

（14分）固體A可用于工業上生產硫酸，各物質間轉化如下圖。其中C為紅棕色粉
末，D為能使品紅溶液褪色的無色氣體。

請回答：
（1）F的電子式為_________。
（2）若測得生成C和D的質量比為5:8，則A的化學式為______________。
（3）將D通入H溶液中發生反應的離子方程式為_____________。
（4）物質的量濃度均為0.lmol/L的G和H的混合溶液中，離子濃度由大到小的順序
為____________。
（5）有人用電解某飽和溶液的方法同時制備G的濃溶液和濃氫氧化鈉溶液，如圖所
示。則：

①a端為電源的_________（填“正極”或“負極”）。
②N口收集的物質為__________（填化學式，下同。）；
Q口收集的為_________濃溶液。
③某物質的飽和溶液最好選用___________（填試劑名稱）。
④陽極的電極反應式為____________。
（6）檢驗H中金屬陽離子的方法___________。

Answer 1

 26.（14分）
（1）   （1分）      （2）FeS₂   （1分）
（3）2Fe³⁺＋SO₂＋2H₂O＝2Fe²⁺＋SO₄^2－＋4H⁺   （2分）        
（4）c(SO₄^2－)＞c(H⁺)＞c(Fe³⁺)＞c(OH^－)  （2分）
（5）①負極（1分）      ②H₂ （1分） H₂SO₄ （1分）    
③飽和硫酸鈉溶液 （1分）   ④4OH^－－4e^－＝2H₂O＋O₂↑（2分）
（6）取少量H溶液于潔凈試管中，滴加KSCN溶液，溶液變成血紅色，則其陽離子為Fe³⁺。（其他合理答案也給分）（2分）

試題分析：由C為紅棕色粉末，D為能使品紅溶液褪色的無色氣體。可知C為Fe₂O_3、D為SO₂，B和SO₂在催化劑、加熱的條件下反應，故B為氧氣；（1）三氧化硫和水反應生成硫酸，硫酸能溶解氧化鐵，故F為水；（2）根據Fe₂O₃和SO₂的質量比為5:8，推出Fe和S的個數比為1:2，故A為FeS₂；（3）E為SO₃，SO₃和水反應生成硫酸，硫酸和氧化鐵反應硫酸鐵和水；二氧化硫具有還原性，和三價鐵離子發生氧化還原反應，二氧化硫被氧化成硫酸根離子，三價鐵離子被還原成二價鐵離子，故離子方程式為：2Fe³⁺＋SO₂＋2H₂O＝2Fe²⁺＋SO₄^2－＋4H⁺ ；（4）物質的量濃度均為0.lmol/L的G和H的混合溶液中，硫酸根離子的濃度為0.4mol/L，硫酸電離出氫離子，鐵離子水解生成氫離子，故氫離子的濃度大于0.2mol/L,硫酸鐵電離出的鐵離子發生水解，使離子濃度減小，故c(Fe³⁺)<0.2mol/L，溶液呈酸性，氫氧根離子的濃度很小，故混合溶液中離子濃度為：c(SO₄^2－)＞c(H⁺)＞c(Fe³⁺)＞c(OH^－) ；（5）①左端是陽離子交換膜，只允許陽離子通過，故左端消耗陽離子，陽離子在陰極反應，故左端為陰極，連接電源的負極，a為負極；②左端消耗陽離子氫離子，就會生成氫氧根離子，左端可以生成氫氧化鈉溶液，故N處收集到氫氣，右端消耗氫氧根離子，生成氫離子，陰離子硫酸根離子會移動到右端，生成硫酸，故Q口收集到的是硫酸溶液；③因為左端生成氫氧化鈉溶液，右端生成硫酸溶液，故需要鈉離子通過陽離子交換膜，硫酸根離子通過陰離子交換膜，故飽和溶液為硫酸鈉溶液；（6）H為硫酸鐵溶液，故主要是檢驗鐵離子，可用硫氰化鉀溶液，溶液變紅色，注意檢驗溶液時，應取少量于試管中，加少量硫氰化鉀溶液，現象為溶液變紅色，結論是含鐵離子。