Question

A、B、C、D是四種短周期元素，它們的原子序數依次增大。其中A、D元素同主族，B、C元素同周期；由A、B、C、D中的兩種元素可形成原子個數比為1:1的多種化合物，甲、乙、丙、丁為其中的四種，它們的元素組成如下表所示：

    常溫下，甲物質為氣體，密度略小于空氣；乙物質為液體；丙物質和丁物質為固體且都為離子化合物。請填寫下列空白：

（1）D元素形成的簡單離子的結構示意圖為          ，丙物質的化學式為        ，丁物質中陰離子與陽離子的個數之比為                      。

（2）若標準狀況下5.6L甲物質完全燃燒放出的熱量為QKJ，試寫出表示甲物質燃燒熱的熱化學方程式                                  。

（3）研究表明乙物質具有弱酸性，則乙物質在水中的電離方程式為                。

（4）B、C兩種元素按原子個數比為1：2可形成化合物戊，A、C、D三種元素按原子個數比為1：1：1可形成化合物己，則戊與己按物質的量3：4反應后溶液中溶質為          。

（5）某同學設計了一個以結構簡式是BA₃－CA物質為燃料的電池，并用該電池電解200mL一定濃度NaCl與CuSO₄混合溶液，其裝置如下：

①寫出ⅰ中通入該物質這一極的電極反應式                         。

②理論上ⅱ中兩極所得氣體的體積隨時間變化的關系如坐標圖所示（氣體體積已換算成標準狀況下的體積），寫出在t₁后，石墨電極上的電極反應式                    ；在t₂時所得溶液的H⁺ 濃度約為                    。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）NaH       1:2

（2）CO(g)+1/2O₂(g)= CO₂(g) ；△H=-4QkJ/mol

（3）H₂O₂ H⁺+HO₂^-；(HO₂^- H⁺ +O₂^2-可以不寫第二步電離)  

（4）Na₂CO₃   NaHCO₃

（5）① CH₃OH - 6e^－+ 8OH^－ = CO₃^2－+ 6H₂O    ② 4OH^－ - 4e^－ = O₂↑+ 2H₂O    0.1 mol/L

【解析】

試題分析：根據題意可推知：A是H；B是Ｃ；C是O；D是Na；甲為：CO；乙為：H₂O₂；丙為：NaH；丁為Na₂O₂ .（1）Na的原子結構示意圖為：          。丙的化學式為：NaH。Na₂O₂的電離方程式為：Na₂O₂=2Na⁺+O₂^2-.故陰離子與陽離子的個數之比為1:2.（2）n(CO)=V/Vm=5.6L÷22.4mol/L=0.25mol.CO燃燒熱的熱化學方程式為： CO(g)+1/2O₂(g)= CO₂(g) ；△H=-4QkJ/mol （3）H₂O₂電離的方程式是：H₂O₂ H⁺+HO₂^-；HO₂^- H⁺ +O₂^2-（4）戊是CO₂,己是NaOH.若它們按照3:4混合，則發生反應：CO₂+NaOH=NaHCO₃.產生3molNaHCO₃,還有1molNaOH再發生反應：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O。最終得到2molNaHCO₃和1molNa₂CO₃。（5）ⅰ是甲醇燃料電池。ⅱ是電解池。ⅰ中通入甲醇的電極是負極，電極反應式是CH₃OH - 6e^－+ 8OH^－ = CO₃^2－+ 6H₂O； 通入氧氣的電極在正極。ⅱ中鐵作陰極，石墨作陽極。陽極發生氧化反應，由于溶液中陰離子的還原性：Cl^-＞OH^-＞SO₄^2-.所以在0—t₁時間段Cl^-失去電子2Cl^--2e^-=Cl₂↑；在t₁-t₂時間段OH^-失去電子:4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑陰極發生還原反應。首先是Cu²⁺+2e^-=Cu,然后是2H⁺+2e-=H₂↑.n(Cl₂)=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol.n(NaCl)=0.02mol.到t₂時放出氧氣：n(O₂)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol.根據4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑可知消耗的n(OH-)=4×0.005mol=0.02mol.n(H+)=n(OH-)=0.02mol.所以c(H+)=n(H+)/V=0.02mol÷0.2L=0.1mol/L

考點：考查元素的推斷、原電池、電解池等等的知識。