Question

12．已知A为常见金属，X、Y为常见非金属，X、E、F、G常温下为气体，C为液体，B是一种盐，受热极易分解，在工农业生产中用途较广（如被用作某些电池的电解质）．现用A与石墨作电极，B的浓溶液作电解质，构成原电池．有关物质之间的转化关系如下图：（注意：其中有些反应的条件及部分生成物被略去）

请填写下列空白：
（1）反应④为A在某种气体中燃烧，生成单质Y和A的氧化物，其反应方程式为2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（2）A与石墨作电极，B的浓溶液作电解质，构成原电池，
负极反应：Mg-2e^-=Mg²⁺；正极反应：2NH₄⁺+2e^-=NH₃↑+H₂↑．
（3）从D溶液制备D的无水晶体的“操作A”为将D溶液在HCl气流中蒸干．
（4）反应②的化学方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O．
（5）反应⑤的化学方程式为C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 C为无色液体，由气体X（X由原电池反应得到，可能是H₂）和氧气反应得到，故C应是H₂O，X是H₂，根据反应⑦可知非金属Y是C．由电解D无水晶体得到A与Cl₂，可知D为氯化物且是离子化合物，结合A+B溶液发生原电池反应得到X、D、E，可知B为氯化物，且B是一种盐，受热极易分解，反应生成的H₂与E气体，B应水解呈酸性，由转化关系：E→F→G→H，属于常温下气体E的连续氧化得到气体G，在中学阶段中N、S元素化合物符合转化关系，考虑反应①是金属与NH₄Cl溶液发生的原电池反应，可推出E为NH₃、F为NO、G为NO₂，则H为HNO₃．（1）中反应④为A在某种气体中燃烧，生成单质Y和A的氧化物，应为Mg与二氧化碳的反应，可推出A为Mg，则D为MgCl₂，结合反应①可推知B为NH₄Cl，验证符合转化关系，据此解答．

解答 解：C为无色液体，由气体X（X由原电池反应得到，可能是H₂）和氧气反应得到，故C应是H₂O，X是H₂，根据反应⑦可知非金属Y是C．由电解D无水晶体得到A与Cl₂，可知D为氯化物且是离子化合物，结合A+B溶液发生原电池反应得到X、D、E，可知B为氯化物，且B是一种盐，受热极易分解，反应生成的H₂与E气体，B应水解呈酸性，由转化关系：E→F→G→H，属于常温下气体E的连续氧化得到气体G，在中学阶段中N、S元素化合物符合转化关系，考虑反应①是金属与NH₄Cl溶液发生的原电池反应，可推出E为NH₃、F为NO、G为NO₂，则H为HNO₃．（1）中反应④为A在某种气体中燃烧，生成单质Y和A的氧化物，应为Mg与二氧化碳的反应，可推出A为Mg，则D为MgCl₂，结合反应①可推知B为NH₄Cl，验证符合转化关系，
（1）反应④为Mg与二氧化碳的反应生成MgO与碳，反应方程式为：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C，
故答案为：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（2）Mg与石墨作电极，NH₄Cl的浓溶液作电解质，构成原电池，Mg为负极，石墨为正极，负极反应：Mg-2e^-=Mg²⁺，正极反应：2NH₄⁺+2e^-=NH₃↑+H₂↑，
故答案为：Mg-2e^-=Mg²⁺；2NH₄⁺+2e^-=NH₃↑+H₂↑；
（3）从MgCl₂溶液制备MgCl₂的无水晶体，应注意防止水解，应将D溶液在HCl气流中蒸干，
故答案为：将D溶液在HCl气流中蒸干；
（4）反应②是氨的催化氧化，反应化学方程为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
故答案为：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
（5）反应⑤是碳与浓硝酸反应生成CO₂、NO₂、H₂O，方程式为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．

点评 本题考查无机物的推断、原电池、金属镁的性质、氮及其化合物的性质，侧重于学生的分析能力和元素化合物知识的综合运用的考查，为高考常见题型，注意把握题给信息，结合转化关系进行推断，（2）为易错点，该原电池实质为铵根离子水解，Mg再与氢离子反应生成氢气，难度中等．