Question

甲、乙、丙、丁四种物质转化关系如右图．已知甲是一种导致钢铁生锈及许多还原性物质变质的单质，化合物乙、丙、丁均含有第三周期一种相同元素R．
（1）钢铁因甲而生锈时的正极反应式为

 

．
（2）若乙是难溶于水的酸性氧化物．则
①R的原子结构示意图

 

．
②乙的一种重要用途是

 

．
（3）若丙是离子化合物，且阴离子含金属元素R．
①工业上由乙制取R的单质伴随的能量主要转化形式是：

 

能转化为

 

能．
②R的单质与MnO₂反应的化学方程式为

 

．
③染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO₂?，可以在碱性条件下加入R的单质除去（加热处理后的废水，会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体）．除去NO₂?（有丙的阴离子生成）的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：推断题

分析：甲是一种导致钢铁生锈及许多还原性物质变质的单质，则甲为O₂，化合物乙、丙、丁均含有第三周期一种相同元素R．
（1）钢铁因甲而生锈时，正极上发生还原反应，氧气在正极获得电子生成氢氧根离子；
（2）若乙是难溶于水的酸性氧化物，则乙为SiO₂，结合转化关系可知，丙为可溶性硅酸盐、丁为H₂SiO₃；
（3）若丙是离子化合物，且阴离子含金属元素R，则丙为偏铝酸盐，R为Al元素，由转化关系可知，乙为Al₂O₃，丁为Al（OH）₃．

解答： 解：甲是一种导致钢铁生锈及许多还原性物质变质的单质，则甲为O₂，化合物乙、丙、丁均含有第三周期一种相同元素R．
（1）钢铁因甲而生锈时，正极上发生还原反应，氧气在正极获得电子生成氢氧根离子，正极电极反应式为：2H₂O+4e^-+O₂=4OH^-，
故答案为：2H₂O+4e^-+O₂=4OH^-；
（2）若乙是难溶于水的酸性氧化物，则乙为SiO₂，结合转化关系可知，丙为可溶性硅酸盐、丁为H₂SiO₃，则：①R为Si元素，原子结构示意图为，②乙为二氧化硅，可以制造光导纤维或生产玻璃等，
故答案为：；制造光导纤维或生产玻璃等；
（3）若丙是离子化合物，且阴离子含金属元素R，则丙为偏铝酸盐，R为Al元素，由转化关系可知，乙为Al₂O₃，丁为Al（OH）₃，则：
①工业上电解熔融的氧化铝冶炼Al，则制取Al的单质伴随的能量主要转化形式是：电能转化为化学能，
故答案为：电；化学；
②Al的单质与MnO₂反应的化学方程式为：4Al+3MnO₂

高温  .

2Al₂O₃+3Mn，
故答案为：4Al+3MnO₂

高温  .

2Al₂O₃+3Mn；
③染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO₂^-，可以在碱性条件下加入Al的单质除去，加热处理后的废水，会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，生成氨气，有丙的阴离子生成，即还生成偏铝酸根，该反应的离子方程式为：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃．H₂O，
故答案为：2Al+OH^-+NO₂^-+2H₂O=2AlO₂^-+NH₃．H₂O．

点评：本题以无机物推断为载体，考查元素化合物性质、常用化学用语、离子方程式等，难度中等，注意对基础知识的全面掌握．