Question

1．A、B、C、X和Y均為中學常見物質，其中A、B為單質，X、Y為化合物，C為地殼中含量最多的元素形成的單質，它們在一定條件下可發生如圖1所示反應，請填空：

（1）若X是光導纖維的主要成分，Y的化學式為CO．
（2）若X是一種黑色磁性物質，且Y具有兩性，則A與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為2Al+2OH^-+H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（3）若組成A的元素在短周期主族元素中原子半徑最大，B為氣體，則以B和C為電極反應物，Y溶液為電解質溶液構成的燃料電池，其負極的電極反應式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．
（4）若B是紅色固體Cu，常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO₃中組成原電池（圖2），測得原電池的電流強度（Ⅰ）隨時間（t）的變化如圖3所示，反應過程中有紅棕色氣體產生．0-t₁時，原電池的負極是Al片，此時，溶液中的H⁺向Cu極移動（填Cu或Al）；t₁時，原電池中電子流動方向發生改變，其原因是Al遇濃硝酸鈍化，正極反應式為2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂+H₂O．

Answer 1

分析 A、B為單質，X、Y為化合物，則A與X的反應為置換反應，C為地殼中含量最多的元素形成的單質，應為O₂，則X為氧化物，
（1）若X是光導纖維的主要成分，應為SiO₂，則B為Si，二氧化硅與碳反應生成CO和硅，所以Y為CO，A為C；
（2）若X是一種黑色磁性物質，應為Fe₃O₄，且Y具有兩性，應為Al₂O₃，則A為Al，B為Fe；
（3）若組成A的元素在短周期中（稀有氣體除外）原子半徑最大，應為Na，B為氣體，應為H₂，則X為H₂O，Y為NaOH；
（4）銅和鋁插入濃HNO₃中組成原電池，開始階段，鋁的還原性強于銅，鋁做原電池的負極，發生的原電池反應為鋁與硝酸的反應，隨著反應的進行，鋁被鈍化，銅做負極，發生的原電池反應是銅與濃硝酸反應，據此分析解答．

解答 解：A、B為單質，X、Y為化合物，則A與X的反應為置換反應，C為地殼中含量最多的元素形成的單質，應為O₂，則X為氧化物，
（1）若X是光導纖維的主要成分，應為SiO₂，則B為Si，二氧化硅與碳反應生成CO和硅，所以Y為CO，A為C，
故答案為：CO；
（2）若X是一種黑色磁性物質，應為Fe₃O₄，且Y具有兩性，應為Al₂O₃，則A為Al，B為Fe，Al與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為2Al+2OH^-+H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）若組成A的元素在短周期中（稀有氣體除外）原子半徑最大，應為Na，B為氣體，應為H₂，則X為H₂O，Y為NaOH，形成堿性氫氧源電池時，負極發生氧化反應，電極方程式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，
故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
（4）銅和鋁插入濃HNO₃中組成原電池，開始階段，鋁的還原性強于銅，鋁做原電池的負極，發生的原電池反應為鋁與硝酸的反應，此時氫離子向銅電極方向移動，隨著反應的進行，鋁被鈍化，銅做負極，發生的原電池反應是銅與濃硝酸反應，電池的正極反應式為2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂+H₂O，
故答案為：Cu；Al遇濃硝酸鈍化；2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂+H₂O．

點評 本題考查無機物的推斷，為高考常見題型，側重于學生的分析能力的考查，注意把握轉化關系，結合中學常見有氧化物參加的置換反應以及題目要求解答該題，難度中等．