Question

現(xiàn)有四種單質(zhì)組成的合金A，為分析其成分，用此合金進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)，其過程及發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象如下圖所示．

填寫下列空白：
（1）A中含單質(zhì)為為

Al、Si、C、Fe

寫化學(xué)式）
（2）寫出A中的某一單質(zhì)與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式

2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑或Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑

（3）寫出固體F與硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目

（4）將F與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體依次通過足量的碳酸氫鈉溶液、濃硫酸、足量Na₂O₂固體、水最終得到的氣體與原氣體的體積比為

1：6

．

Answer 1

分析：合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成無色可燃?xì)怏wB，B為H₂，合金可能含有Al、Si；
合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，得到的無色溶液C，C中加入鹽酸生成白色沉淀E，沉淀E加入過量鹽酸，有白色固體，該白色固體為H₂SiO₃，向加入過量鹽酸得到無色溶液中加過量氨水，生成白色沉淀，該白色沉淀為Al（OH）₃，故合金含有Si、Al，白色沉淀E為H₂SiO₃、Al（OH）₃；
固體D加入鹽酸生成氫氣與淺綠色溶液，淺綠色溶液中加入漂白粉，生成紅褐色沉淀，為Fe（OH）₃，故D中含有鐵，即合金中含有鐵；
固體D加入鹽酸后過濾得到不溶物F，F(xiàn)燃燒生成無色、無刺激性的氣體G，與濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色氣體NO₂，F(xiàn)為碳符合轉(zhuǎn)化關(guān)系與題意，G為CO₂，故合金中含有碳單質(zhì)．

解答：解：合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成無色可燃?xì)怏wB，B為H₂，合金可能含有Al、Si；
合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，得到的無色溶液C，C中加入鹽酸生成白色沉淀E，沉淀E加入過量鹽酸，有白色固體，該白色固體為H₂SiO₃，向加入過量鹽酸得到無色溶液中加過量氨水，生成白色沉淀，該白色沉淀為Al（OH）₃，故合金含有Si、Al，白色沉淀E為H₂SiO₃、Al（OH）₃；
固體D加入鹽酸生成氫氣與淺綠色溶液，淺綠色溶液中加入漂白粉，生成紅褐色沉淀，為Fe（OH）₃，故D中含有鐵，即合金中含有鐵；
固體D加入鹽酸后過濾得到不溶物F，F(xiàn)燃燒生成無色、無刺激性的氣體G，與濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色氣體NO₂，F(xiàn)為碳符合轉(zhuǎn)化關(guān)系與題意，G為CO₂，故合金中含有碳單質(zhì)，
（1）綜合上述分析可知，A中含單質(zhì)為：Al、Si、C、Fe；
故答案為：Al、Si、C、Fe；
（2）Al與Si都能與氫氧化鈉溶液發(fā)生離子反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑或Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑；
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑或Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑；
（3）固體C與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式的方程式為：C+4HNO₃（濃）

△  .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為4，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：；
故答案為：；

（4）固體C與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式的方程式為：C+4HNO₃（濃）

△  .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，假定生成CO₂為1mol、NO₂為4mol，產(chǎn)生的氣體依次通過足量的碳酸氫鈉溶液，發(fā)生反應(yīng)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，生成

8

3

molHNO₃，

4

3

molNO，同時發(fā)生HNO₃+NaHCO₃=CO₂↑+H₂O，

8

3

molHNO₃可以生成

8

3

molCO₂，故出來氣體中：CO₂為1mol+

8

3

mol=

11

3

mol，NO為

4

3

mol，及水蒸氣．通過濃硫酸水被吸收，再通過足量Na₂O₂固體發(fā)生反應(yīng)2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，

11

3

molCO₂生成

11

6

molO₂，再發(fā)生2NO+O₂=2NO₂，

4

3

molNO，消耗

2

3

molO₂，剩余O₂為

11

6

mol-

2

3

mol=

7

6

mol，生成NO₂

4

3

mol，最后發(fā)生反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，

4

3

molNO₂消耗

1

3

molO₂，最后剩余O₂為

7

6

mol-

1

3

mol=

5

6

mol，故最終得到的氣體與原氣體的體積比為

5

6

mol：（1mol+4mol）=1：6；
故答案為：1：6．

點(diǎn)評：以“無機(jī)框圖題”的形式考查元素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，涉及常用化學(xué)用語、氧化還原計(jì)算、化學(xué)計(jì)算等，難度較大，在熟練掌握元素化合物知識的基礎(chǔ)上著重考查學(xué)生的發(fā)散思維、分析判斷、邏輯思維以及對無機(jī)物知識的綜合應(yīng)用等能力，（4）中計(jì)算是易錯點(diǎn)、難點(diǎn)，涉及過程較多，注意通過碳酸氫鈉溶液有二氧化碳生成．