(13分)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下图(部分反应物已略去)。
请回答下列问题:
(1)E的化学式为_______________(2分)。
(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_______________(2分)。
(3)在反应①②③④中属于置换反应的是__________(填序号)(2分)。
(4)反应②的离子方程式为______________________________________________(2分)。
(5)用石墨作电极电解50mL 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分)。
②电解后溶液的pH为_______________________________(3分)(假设电解前后溶液体积不变)。
(1)Fe2O3(2分) (2)铁丝上附有红色物质,溶液颜色变浅(2分)
(3)(1)(3)(2分) (4)2Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O(2分)
(5)①4OH--4e-=O2+2H2O(2分) ②0(3分)
F为淡黄色固体,可能为硫或Na2O2,它可与溶液B或溶液X均产生无色气体H及沉淀Y(蓝色沉淀必定为Cu(OH)2)或G,可判定F为Na2O2,H为氧气,X为铜盐;
由“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”知道N必为铝,不溶于水的氢氧化物G加热脱水生成氧化物E,E与铝可生成另一常见金属M,可知这属于铝热反应,铝与氧化物E:Fe2O3置换出M:铁单质:③2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
铁与铜盐M发生置换出C:铜和滤液A:亚铁盐溶液,加入盐酸后生成NO(D为无色气体,D在空气中会出现红棕色,说明D一定为NO,在空气中被氧化为红棕色的NO2),说明A必定为硝酸盐:②2Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,从而可知X为硝酸铜,A为硝酸亚铁,B为硝酸铁溶液;
(1)Fe2O3
(2)铁与硝酸铜发生置换反应:①Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,故铁丝上附有红色物质,溶液颜色由蓝色转变了浅绿色
(3)反应④:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl,①②③④属于置换反应的是①③
(4)2Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
(5)总电解反应式为:2Cu(NO3)2+2H2O2Cu+O2↑+4HNO3
①阳极上有氧气生成:4OH--4e-=O2↑+2H2O
②由总反应式可知,铜为1.6g,同时得到n(HNO3)=0.05mol,c(HNO3)=0.05mol/0.05L=1mol/L
c(H+)=1mol/L,pH=0