Question

镁、铝、硅均为第三周期元素，按要求回答下列问题：
（1）光纤传输得益于光纤通信和CCD图象传感器的应用，其中光纤材料的化学组成是

 

（填字母）．
A．Si  B．SiO₂  C．SiCl₄  D．Si₃N₄
（2）碱性工业废水中的NO₂^-可用铝粉除去．已知此反应体系中含有Al、NaAlO₂、NaNO₂、NaOH、NH₃?H₂O、H₂O六种物质．
①写出上述反应的离子方程式：

 

．
②发生上述反应后废水的pH将

 

（填“增大”“减少”或“不变”）．
（3）已知H₂O₂是一种弱酸，在强碱性溶液中主要以HO₂^-形式存在．目前研究比较热门的Al-H₂O₂燃料电池，其原理如图所示，电池总反应为：2Al+3HO₂^-═2AlO₂^-+OH^-+H₂O，则负极反应式为

 

．
（4）镁铝合金（Mg₁₇Al₂₂）是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得．该合金在一定条件保护下吸氢的化学方程式为Mg₁₇Al₁₂+17H₂=17MgH₂+12Al．得到的混合物M（17MgH₂+12Al）在在6.0mol?L^-1　HCl溶液中能完全释放出H₂．1mol　Mg₁₇Al₁₂完全吸氢后得到的混合物M与上述盐酸完全反应，释放出H₂的物质的量为

 

mol．

Answer 1

考点：硅和二氧化硅,原电池和电解池的工作原理,铝的化学性质

专题：碳族元素,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）光导纤维的主要成分为二氧化硅；
（2）亚硝酸钠具有氧化性，金属铝具有还原性，碱性条件下，二者发生氧化还原反应生成偏铝酸盐和一水合氨；根据反应方程式中氢氧根离子浓度变化来判断溶液pH变化；
（3）Al-H₂O₂燃料电池，铝做负极发生氧化反应；
（4）释放出的H₂ 包括Mg₁₇Al₁₂吸收的氢，还包括镁、铝和盐酸反应生成的氢气；

解答： 解：（1）光导纤维的主要成分为二氧化硅；
故答案为：B；
（2）①亚硝酸钠具有氧化性，金属铝具有还原性，碱性条件下，二者发生氧化还原反应生成偏铝酸盐和一水合氨，离子反应方程式为：2Al+NO₂^-+OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃．H₂O，
故答案为：2Al+NO₂^-+OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃．H₂O；
②该反应中氢氧根离子参加反应，导致溶液中氢氧根离子浓度减小，则溶液的pH减小，
故答案为：减小；
（3）Al-H₂O₂燃料电池，铝做负极发生氧化反应，电极反应式为：2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+2H₂O；
故答案为：2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+2H₂O；
（4）1molMg₁₇Al₁₂完全吸氢17mol，在盐酸中会全部释放出来，镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H₂，生成氢气的物质的量分别为17mol、18mol，则生成氢气一共（17+17+12×

3

2

）mol=52mol，
故答案为：52；

点评：本题考查了硅及化合物的用途、原电池电极反应式书写、氧化还原反应有关计算，题目难度中等，熟悉相关知识是解题关键．