Question

1．A、B、C、X和Y均为中学常见物质，其中A、B为单质，X、Y为化合物，C为地壳中含量最多的元素形成的单质，它们在一定条件下可发生如图1所示反应，请填空：

（1）若X是光导纤维的主要成分，Y的化学式为CO．
（2）若X是一种黑色磁性物质，且Y具有两性，则A与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2OH^-+H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（3）若组成A的元素在短周期主族元素中原子半径最大，B为气体，则以B和C为电极反应物，Y溶液为电解质溶液构成的燃料电池，其负极的电极反应式为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．
（4）若B是红色固体Cu，常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO₃中组成原电池（图2），测得原电池的电流强度（Ⅰ）随时间（t）的变化如图3所示，反应过程中有红棕色气体产生．0-t₁时，原电池的负极是Al片，此时，溶液中的H⁺向Cu极移动（填Cu或Al）；t₁时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是Al遇浓硝酸钝化，正极反应式为2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂+H₂O．

Answer 1

分析 A、B为单质，X、Y为化合物，则A与X的反应为置换反应，C为地壳中含量最多的元素形成的单质，应为O₂，则X为氧化物，
（1）若X是光导纤维的主要成分，应为SiO₂，则B为Si，二氧化硅与碳反应生成CO和硅，所以Y为CO，A为C；
（2）若X是一种黑色磁性物质，应为Fe₃O₄，且Y具有两性，应为Al₂O₃，则A为Al，B为Fe；
（3）若组成A的元素在短周期中（稀有气体除外）原子半径最大，应为Na，B为气体，应为H₂，则X为H₂O，Y为NaOH；
（4）铜和铝插入浓HNO₃中组成原电池，开始阶段，铝的还原性强于铜，铝做原电池的负极，发生的原电池反应为铝与硝酸的反应，随着反应的进行，铝被钝化，铜做负极，发生的原电池反应是铜与浓硝酸反应，据此分析解答．

解答 解：A、B为单质，X、Y为化合物，则A与X的反应为置换反应，C为地壳中含量最多的元素形成的单质，应为O₂，则X为氧化物，
（1）若X是光导纤维的主要成分，应为SiO₂，则B为Si，二氧化硅与碳反应生成CO和硅，所以Y为CO，A为C，
故答案为：CO；
（2）若X是一种黑色磁性物质，应为Fe₃O₄，且Y具有两性，应为Al₂O₃，则A为Al，B为Fe，Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2OH^-+H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）若组成A的元素在短周期中（稀有气体除外）原子半径最大，应为Na，B为气体，应为H₂，则X为H₂O，Y为NaOH，形成碱性氢氧源电池时，负极发生氧化反应，电极方程式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，
故答案为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
（4）铜和铝插入浓HNO₃中组成原电池，开始阶段，铝的还原性强于铜，铝做原电池的负极，发生的原电池反应为铝与硝酸的反应，此时氢离子向铜电极方向移动，随着反应的进行，铝被钝化，铜做负极，发生的原电池反应是铜与浓硝酸反应，电池的正极反应式为2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂+H₂O，
故答案为：Cu；Al遇浓硝酸钝化；2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂+H₂O．

点评 本题考查无机物的推断，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握转化关系，结合中学常见有氧化物参加的置换反应以及题目要求解答该题，难度中等．