Question

现有四种单质组成的合金A，为分析其成分，用此合金进行一系列实验，其过程及发生反应的现象如图所示．（部分产物略去）

填写下列空白：
（1）组成A的单质为

 

（写化学式）；G的电子式为

 

．
（2）写出A中的某单质与烧碱溶液反应的离子方程式

 

．
（3）写出固体F与浓硝酸反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目

 

．
（4）若分别用固体D中的两种成分作电解池的电极材料（其中F与电源负极相连），以NaOH溶液作电解液，通电一段时间，阳极区发生的实验现象为

 

；试写出阴极发生的电极反应式

 

．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：合金与氢氧化钠溶液反应，生成无色可燃气体B，B为H₂，合金可能含有Al、Si；
合金与氢氧化钠溶液反应，得到的无色溶液C，C中加入盐酸生成白色沉淀E，沉淀E加入过量盐酸，有白色固体，该白色固体为H₂SiO₃，向加入过量盐酸得到无色溶液中加过量氨水，生成白色沉淀，该白色沉淀为Al（OH）₃，故合金含有Si、Al，白色沉淀E为H₂SiO₃、Al（OH）₃；
固体D加入盐酸生成氢气与浅绿色溶液，浅绿色溶液中加入漂白粉，生成红褐色沉淀，为Fe（OH）₃，故D中含有铁，即合金中含有铁；
固体D加入盐酸后过滤得到不溶物F，F燃烧生成无色、无刺激性的气体G，与浓硝酸反应生成红棕色气体NO₂，F为碳符合转化关系与题意，G为CO₂，故合金中含有碳单质．

解答： 解：合金与氢氧化钠溶液反应，生成无色可燃气体B，B为H₂，合金可能含有Al、Si；
合金与氢氧化钠溶液反应，得到的无色溶液C，C中加入盐酸生成白色沉淀E，沉淀E加入过量盐酸，有白色固体，该白色固体为H₂SiO₃，向加入过量盐酸得到无色溶液中加过量氨水，生成白色沉淀，该白色沉淀为Al（OH）₃，故合金含有Si、Al，白色沉淀E为H₂SiO₃、Al（OH）₃；
固体D加入盐酸生成氢气与浅绿色溶液，浅绿色溶液中加入漂白粉，生成红褐色沉淀，为Fe（OH）₃，故D中含有铁，即合金中含有铁；
固体D加入盐酸后过滤得到不溶物F，F燃烧生成无色、无刺激性的气体G，与浓硝酸反应生成红棕色气体NO₂，F为碳符合转化关系与题意，G为CO₂，故合金中含有碳单质，
（1）综合上述分析可知，A中含单质为：Al、Si、C、Fe；G为二氧化碳，电子式为，
故答案为：Al、Si、C、Fe；；
（2）Al与Si都能与氢氧化钠溶液发生离子反应，反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑或Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑或Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑；
（3）固体C与浓硝酸反应的化学方程式的方程式为：C+4HNO₃（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，反应中电子转移数目为4，标出电子转移的方向和数目为：，故答案为：；
（4）D合金中主要是铁和碳，其中F为C，若分别用固体D中的两种成分作电解池的电极材料，其中F为C与电源负极相连做电解池阴极，铁做电解池阳极，以NaOH溶液作电解液，通电一段时间，阳极区发生的反应是铁失电子生成亚铁离子，阴极是氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，溶液中生成氢氧根离子，亚铁离子遇到溶液中氢氧根离子反应生成白色氢氧化亚铁沉淀，迅速变化为灰绿色最后变化为红褐色沉淀，
故答案为：阳极区附近生成白色沉淀，逐渐变化为灰绿色最后变化为红褐色沉淀；2H⁺+2e^-=H₂↑．

点评：本题以“无机框图题”的形式考查元素单质及其化合物的性质，涉及常用化学用语、氧化还原计算、化学计算等，难度较大，在熟练掌握元素化合物知识的基础上着重考查学生的发散思维、分析判断、逻辑思维以及对无机物知识的综合应用等能力，电解池原理的分析应用．