Question

11．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，Y为黑色固体，常温下C为无色液体，B是一种盐，受热极易分解，在工农业生产中用途较广．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图（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）原电池反应①中正极的电极反应式为2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑；
（2）反应②的化学方程式为4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）反应④为A在某种气体中燃烧，生成单质Y和A的氧化物，其反应方程式为2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（4）“操作b”为在HCl气流中蒸干；
（5）反应⑤的化学方程式为C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（6）检验气体E的试剂及现象是湿润的红色石蕊试纸，变蓝；
（7）已知E可与次氯酸钠溶液反应生成K，K和E的组成元素相同，且一分子K中有18个电子，则K中所含的化学键类型为极性共价键、非极性共价键．

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，据此进行解答，
（1）原电池反应①中，正极发生还原反应，铵根离子放电生成氨气与氢气，结合电荷守恒、原子守恒写出电极反应；
（2）反应②是氨的催化氧化生成一氧化氮和水；
（3）反应④为Mg与二氧化碳的反应生成MgO与碳；
（4）从MgCl₂溶液制备MgCl₂的无水晶体，应注意防止水解；
（5）反应⑤是碳与浓硝酸反应生成CO₂、NO₂、H₂O；
（6）氨气溶于水呈碱性，所以氨气遇到湿润的红色石蕊试纸变蓝；
（7）E为氨气，K与氨气组成元素相同，且为18电子，则K的分子式为N₂H₄；

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）原电池反应①中，正极发生还原反应，铵根离子放电生成氨气与氢气，正极反应式为：2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑，
故答案为：2NH₄⁺+2e^-=2NH₃↑+H₂↑；
（2）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}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）反应④为Mg与二氧化碳的反应生成MgO与碳，反应方程式为：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C，
故答案为：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（4）从MgCl₂溶液制备MgCl₂的无水晶体，应注意防止水解，操作b是应将氯化镁溶液在HCl气流中蒸干，
故答案为：在HCl气流中蒸干；
（5）反应⑤是碳与浓硝酸反应生成CO₂、NO₂、H₂O，方程式为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案为：C+4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（6）氨气溶于水呈碱性，所以氨气遇到湿润的红色石蕊试纸变蓝，通常利用此方法检验氨气，
故答案为：湿润的红色石蕊试纸，变蓝．
（7）E为氨气，K与氨气组成元素相同，且为18电子，则K的分子式为N₂H₄，其电子式为：，所含化学键类型为极性共价键、非极性共价键，
故答案为：极性共价键，非极性共价键；

点评 本题考查无机物的推断，题目难度中等，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，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．