Question

已知化合物A、B、M、N含有同一种元素，且A与B，M与N的元素组成相同，A与B在常温下均呈液态。D为固体单质，与X的浓溶液在常温下作用无明显现象，加热时有大量气体产生。(相关转化中所有反应物与生成物均已标出)

(1)若D与E溶液能够发生化合反应。且溶液在反应前后颜色有变化。
①A的电子式为________。D的化学式为________。
②M与E溶液可发生反应生成X，其离子方程式为________________________
(2)若D为常见的红色金属单质。用情性电极电解100 mL 0.05 moL·L^－1E溶液，导线中通过0.08 mol电子，阳极析出的气体体积为________mL(标准状况)，假设溶液体积不变，则所得溶液pH＝________。
(3)若D为短周期元素形成的黑色固体单质。反应④的化学方程式为___________________________
(4)已知下列几种试剂：
a．无水CuSO₄　b．品红溶液　c．酸性KMnO₄溶液
d．澄清石灰水　e．饱和NaOH溶液
为了检验(3)中D与X生成的混合气体的成分，某学生用上述试剂(或部分试剂)设计了几种实验方案，下列试剂使用顺序最合理的是________(填序号)。
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(浓)CO₂↑＋2SO₂↑＋2H₂O
(4)C

本题以框图推断为载体，主要考查了硫、铁及其化合物的性质，意在考查考生的推断能力及实验能力。(1)A、B均为液体，且组成相同，可能是H₂O和H₂O₂，H₂O₂在MnO₂催化下可分解生成水和O₂，故A为H₂O₂，B为H₂O，C为O₂；固体单质D与X的浓溶液在常温下不反应，加热时反应生成M、E和H₂O，M能与O₂反应，D与E溶液能够发生化合反应，且反应前后溶液颜色有变化，则D为Fe，M为SO₂，E为Fe₂(SO₄)₃，N为SO₃，X为H₂SO₄。①H₂O₂中O为－1价，氧原子之间共用一对电子，电子式为。②SO₂具有还原性，Fe^3＋具有较强的氧化性，SO₂在水溶液中可被Fe^3＋氧化成硫酸。(2)若D为红色单质，则D为Cu，Cu与浓硫酸反应得到的E为CuSO₄，用惰性电极电解硫酸铜溶液过程中，阳极生成O₂，导线中通过0.08 mol电子时，阳极共生成0.02 mol O₂，其体积在标准状况下为448 mL。原溶液中n(CuSO₄)＝0.1 L×0.05 mol·L^－1＝0.005 mol，若Cu^2＋完全反应，转移电子0.005 mol×2＝0.01 mol，而实际转移电子为0.08 mol，则说明还存在水的电解，故硫酸铜经电解后完全转化为H₂SO₄，则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体单质的是碳，碳与浓硫酸在加热条件下可反应生成CO₂、SO₂和水。(4)SO₂、CO₂均是酸性氧化物，与碱反应的现象相似；但SO₂具有漂白性和还原性，故可用品红溶液检验SO₂，然后用酸性高锰酸钾溶液除去SO₂，再用品红溶液检验SO₂是否除尽，最后用澄清石灰水检验CO₂。由于检验SO₂和CO₂的试剂均是水溶液，故需首先用无水CuSO₄检验产物中的水蒸气，合理的选项为C。