Question

現(xiàn)有四種單質(zhì)組成的合金A，為分析其成分，用此合金進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)，其過(guò)程及發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象如圖所示．（部分產(chǎn)物略去）

填寫(xiě)下列空白：
（1）組成A的單質(zhì)為

 

（寫(xiě)化學(xué)式）；G的電子式為

 

．
（2）寫(xiě)出A中的某單質(zhì)與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）寫(xiě)出固體F與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目

 

．
（4）若分別用固體D中的兩種成分作電解池的電極材料（其中F與電源負(fù)極相連），以NaOH溶液作電解液，通電一段時(shí)間，陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

 

；試寫(xiě)出陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：無(wú)機(jī)物的推斷

專(zhuān)題：推斷題

分析：合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成無(wú)色可燃?xì)怏wB，B為H₂，合金可能含有Al、Si；
合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，得到的無(wú)色溶液C，C中加入鹽酸生成白色沉淀E，沉淀E加入過(guò)量鹽酸，有白色固體，該白色固體為H₂SiO₃，向加入過(guò)量鹽酸得到無(wú)色溶液中加過(guò)量氨水，生成白色沉淀，該白色沉淀為Al（OH）₃，故合金含有Si、Al，白色沉淀E為H₂SiO₃、Al（OH）₃；
固體D加入鹽酸生成氫氣與淺綠色溶液，淺綠色溶液中加入漂白粉，生成紅褐色沉淀，為Fe（OH）₃，故D中含有鐵，即合金中含有鐵；
固體D加入鹽酸后過(guò)濾得到不溶物F，F(xiàn)燃燒生成無(wú)色、無(wú)刺激性的氣體G，與濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色氣體NO₂，F(xiàn)為碳符合轉(zhuǎn)化關(guān)系與題意，G為CO₂，故合金中含有碳單質(zhì)．

解答： 解：合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成無(wú)色可燃?xì)怏wB，B為H₂，合金可能含有Al、Si；
合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，得到的無(wú)色溶液C，C中加入鹽酸生成白色沉淀E，沉淀E加入過(guò)量鹽酸，有白色固體，該白色固體為H₂SiO₃，向加入過(guò)量鹽酸得到無(wú)色溶液中加過(guò)量氨水，生成白色沉淀，該白色沉淀為Al（OH）₃，故合金含有Si、Al，白色沉淀E為H₂SiO₃、Al（OH）₃；
固體D加入鹽酸生成氫氣與淺綠色溶液，淺綠色溶液中加入漂白粉，生成紅褐色沉淀，為Fe（OH）₃，故D中含有鐵，即合金中含有鐵；
固體D加入鹽酸后過(guò)濾得到不溶物F，F(xiàn)燃燒生成無(wú)色、無(wú)刺激性的氣體G，與濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色氣體NO₂，F(xiàn)為碳符合轉(zhuǎn)化關(guān)系與題意，G為CO₂，故合金中含有碳單質(zhì)，
（1）綜合上述分析可知，A中含單質(zhì)為：Al、Si、C、Fe；G為二氧化碳，電子式為，
故答案為：Al、Si、C、Fe；；
（2）Al與Si都能與氫氧化鈉溶液發(fā)生離子反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑或Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑或Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑；
（3）固體C與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式的方程式為：C+4HNO₃（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為4，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：，故答案為：；
（4）D合金中主要是鐵和碳，其中F為C，若分別用固體D中的兩種成分作電解池的電極材料，其中F為C與電源負(fù)極相連做電解池陰極，鐵做電解池陽(yáng)極，以NaOH溶液作電解液，通電一段時(shí)間，陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)是鐵失電子生成亞鐵離子，陰極是氫離子得到電子生成氫氣，電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，溶液中生成氫氧根離子，亞鐵離子遇到溶液中氫氧根離子反應(yīng)生成白色氫氧化亞鐵沉淀，迅速變化為灰綠色最后變化為紅褐色沉淀，
故答案為：陽(yáng)極區(qū)附近生成白色沉淀，逐漸變化為灰綠色最后變化為紅褐色沉淀；2H⁺+2e^-=H₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題以“無(wú)機(jī)框圖題”的形式考查元素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，涉及常用化學(xué)用語(yǔ)、氧化還原計(jì)算、化學(xué)計(jì)算等，難度較大，在熟練掌握元素化合物知識(shí)的基礎(chǔ)上著重考查學(xué)生的發(fā)散思維、分析判斷、邏輯思維以及對(duì)無(wú)機(jī)物知識(shí)的綜合應(yīng)用等能力，電解池原理的分析應(yīng)用．