Question

12．已知A為常見金屬，X、Y為常見非金屬，X、E、F、G常溫下為氣體，C為液體，B是一種鹽，受熱極易分解，在工農業生產中用途較廣（如被用作某些電池的電解質）．現用A與石墨作電極，B的濃溶液作電解質，構成原電池．有關物質之間的轉化關系如下圖：（注意：其中有些反應的條件及部分生成物被略去）

請填寫下列空白：
（1）反應④為A在某種氣體中燃燒，生成單質Y和A的氧化物，其反應方程式為2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（2）A與石墨作電極，B的濃溶液作電解質，構成原電池，
負極反應：Mg-2e^-=Mg²⁺；正極反應：2NH₄⁺+2e^-=NH₃↑+H₂↑．
（3）從D溶液制備D的無水晶體的“操作A”為將D溶液在HCl氣流中蒸干．
（4）反應②的化學方程式為4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（5）反應⑤的化學方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 C為無色液體，由氣體X（X由原電池反應得到，可能是H₂）和氧氣反應得到，故C應是H₂O，X是H₂，根據反應⑦可知非金屬Y是C．由電解D無水晶體得到A與Cl₂，可知D為氯化物且是離子化合物，結合A+B溶液發生原電池反應得到X、D、E，可知B為氯化物，且B是一種鹽，受熱極易分解，反應生成的H₂與E氣體，B應水解呈酸性，由轉化關系：E→F→G→H，屬于常溫下氣體E的連續氧化得到氣體G，在中學階段中N、S元素化合物符合轉化關系，考慮反應①是金屬與NH₄Cl溶液發生的原電池反應，可推出E為NH₃、F為NO、G為NO₂，則H為HNO₃．（1）中反應④為A在某種氣體中燃燒，生成單質Y和A的氧化物，應為Mg與二氧化碳的反應，可推出A為Mg，則D為MgCl₂，結合反應①可推知B為NH₄Cl，驗證符合轉化關系，據此解答．

解答 解：C為無色液體，由氣體X（X由原電池反應得到，可能是H₂）和氧氣反應得到，故C應是H₂O，X是H₂，根據反應⑦可知非金屬Y是C．由電解D無水晶體得到A與Cl₂，可知D為氯化物且是離子化合物，結合A+B溶液發生原電池反應得到X、D、E，可知B為氯化物，且B是一種鹽，受熱極易分解，反應生成的H₂與E氣體，B應水解呈酸性，由轉化關系：E→F→G→H，屬于常溫下氣體E的連續氧化得到氣體G，在中學階段中N、S元素化合物符合轉化關系，考慮反應①是金屬與NH₄Cl溶液發生的原電池反應，可推出E為NH₃、F為NO、G為NO₂，則H為HNO₃．（1）中反應④為A在某種氣體中燃燒，生成單質Y和A的氧化物，應為Mg與二氧化碳的反應，可推出A為Mg，則D為MgCl₂，結合反應①可推知B為NH₄Cl，驗證符合轉化關系，
（1）反應④為Mg與二氧化碳的反應生成MgO與碳，反應方程式為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C，
故答案為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（2）Mg與石墨作電極，NH₄Cl的濃溶液作電解質，構成原電池，Mg為負極，石墨為正極，負極反應：Mg-2e^-=Mg²⁺，正極反應：2NH₄⁺+2e^-=NH₃↑+H₂↑，
故答案為：Mg-2e^-=Mg²⁺；2NH₄⁺+2e^-=NH₃↑+H₂↑；
（3）從MgCl₂溶液制備MgCl₂的無水晶體，應注意防止水解，應將D溶液在HCl氣流中蒸干，
故答案為：將D溶液在HCl氣流中蒸干；
（4）反應②是氨的催化氧化，反應化學方程為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（5）反應⑤是碳與濃硝酸反應生成CO₂、NO₂、H₂O，方程式為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．

點評 本題考查無機物的推斷、原電池、金屬鎂的性質、氮及其化合物的性質，側重于學生的分析能力和元素化合物知識的綜合運用的考查，為高考常見題型，注意把握題給信息，結合轉化關系進行推斷，（2）為易錯點，該原電池實質為銨根離子水解，Mg再與氫離子反應生成氫氣，難度中等．