Question

已知化合物A、B、M、N含有同一種元素，且A與B，M與N的元素組成相同，A與B在常溫下均呈液態。D為固體單質，與X的濃溶液在常溫下作用無明顯現象，加熱時有大量氣體產生。(相關轉化中所有反應物與生成物均已標出)

(1)若D與E溶液能夠發生化合反應。且溶液在反應前后顏色有變化。
①A的電子式為________。D的化學式為________。
②M與E溶液可發生反應生成X，其離子方程式為________________________
(2)若D為常見的紅色金屬單質。用情性電極電解100 mL 0.05 moL·L^－1E溶液，導線中通過0.08 mol電子，陽極析出的氣體體積為________mL(標準狀況)，假設溶液體積不變，則所得溶液pH＝________。
(3)若D為短周期元素形成的黑色固體單質。反應④的化學方程式為___________________________
(4)已知下列幾種試劑：
a．無水CuSO₄　b．品紅溶液　c．酸性KMnO₄溶液
d．澄清石灰水　e．飽和NaOH溶液
為了檢驗(3)中D與X生成的混合氣體的成分，某學生用上述試劑(或部分試劑)設計了幾種實驗方案，下列試劑使用順序最合理的是________(填序號)。
A．abebd              B．adeb               C．abcbd              D．abd

Answer 1

(1)① Fe　②2Fe^3＋＋SO₂＋2H₂O=2Fe^2＋＋＋4H^＋　(2)448　(3)C＋2H₂SO₄(濃)CO₂↑＋2SO₂↑＋2H₂O
(4)C

本題以框圖推斷為載體，主要考查了硫、鐵及其化合物的性質，意在考查考生的推斷能力及實驗能力。(1)A、B均為液體，且組成相同，可能是H₂O和H₂O₂，H₂O₂在MnO₂催化下可分解生成水和O₂，故A為H₂O₂，B為H₂O，C為O₂；固體單質D與X的濃溶液在常溫下不反應，加熱時反應生成M、E和H₂O，M能與O₂反應，D與E溶液能夠發生化合反應，且反應前后溶液顏色有變化，則D為Fe，M為SO₂，E為Fe₂(SO₄)₃，N為SO₃，X為H₂SO₄。①H₂O₂中O為－1價，氧原子之間共用一對電子，電子式為。②SO₂具有還原性，Fe^3＋具有較強的氧化性，SO₂在水溶液中可被Fe^3＋氧化成硫酸。(2)若D為紅色單質，則D為Cu，Cu與濃硫酸反應得到的E為CuSO₄，用惰性電極電解硫酸銅溶液過程中，陽極生成O₂，導線中通過0.08 mol電子時，陽極共生成0.02 mol O₂，其體積在標準狀況下為448 mL。原溶液中n(CuSO₄)＝0.1 L×0.05 mol·L^－1＝0.005 mol，若Cu^2＋完全反應，轉移電子0.005 mol×2＝0.01 mol，而實際轉移電子為0.08 mol，則說明還存在水的電解，故硫酸銅經電解后完全轉化為H₂SO₄，則c(H^＋)＝2c(CuSO₄)＝2×0.05 mol·L^－1＝0.1 mol·L^－1，故pH＝1。(3)短周期元素中能形成黑色固體單質的是碳，碳與濃硫酸在加熱條件下可反應生成CO₂、SO₂和水。(4)SO₂、CO₂均是酸性氧化物，與堿反應的現象相似；但SO₂具有漂白性和還原性，故可用品紅溶液檢驗SO₂，然后用酸性高錳酸鉀溶液除去SO₂，再用品紅溶液檢驗SO₂是否除盡，最后用澄清石灰水檢驗CO₂。由于檢驗SO₂和CO₂的試劑均是水溶液，故需首先用無水CuSO₄檢驗產物中的水蒸氣，合理的選項為C。