Question

X、Y、Z和W為原子序數依次增大的短周期元素，X是空氣中含量最高的元素，Y 和Z同主族，Z和W的氣態氫化物具有相同的電子數，Y的單質只有氧化性．
（1）寫出Z的氣態氫化物的結構式    ，與W同周期惰性氣體元素的原子結構示意圖    ．
（2）寫出用惰性電極電解Cu（XY₃）₂溶液的離子反應方程式    ．
（3）某小組設計如圖1所示的裝置圖（圖中夾持和加熱裝置略去），分別研究ZY₂和W₂的性質．

①分別通入ZY₂和W₂，在裝置A中觀察到的現象是否相同（填“相同”或“不相同”）    ；
②若裝置B中裝有5.0mL 1.0×10^-3mol/L的碘水，當通入足量W₂完全反應后，轉移的電子為5.0×10^-5mol，則該反應的化學方程式為    ．
（4）某同學將足量的ZY₂通入一支裝有氯化鋇溶液的試管，未見沉淀生成，向該試管中加入過量（填字母）    ，可以看到白色沉淀生成，其原因為：    （寫出其中一種即可）．
A．氨水        B．稀鹽酸      C．稀硝酸       D．氯化鈣
（5）圖2是1molXO₂和1molCO反應生成CO₂和XO過程中能量變化示意圖，請寫出XO₂和CO反應的熱化學方程式    ．
（6）鹽酸肼（X₂H₆Cl₂）是一種重要的化工原料，屬于離子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理與XH₄Cl類似．
寫出鹽酸肼第一步水解反應的離子方程式    ．

Answer 1

【答案】分析：X、Y、Z和W為原子序數依次增大的短周期元素，X是空氣中含量最高的元素，故X為氮元素；Y 和Z同主族，Z和W的氣態氫化物具有相同的電子數，Y的單質只有氧化性，故Y為氧元素，Z為硫元素．W為氯元素．
（1）硫化氫分子中氫原子與硫原子之間形成1對共用電子對；Ar原子核外有18個電子，有3個電子層，最外層電子數為8；
（2）陽離子Cu²⁺放電，陰離子為水電離的OH^-放電生成氧氣；
（3）①二氧化硫與品紅化合物無色物質，氯氣與水反應生成次氯酸，次氯酸具有強氧化性，將品紅氧化為無色物質；
②令碘元素在氧化產物中的化合價為a，則根據電子轉移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得a=+5，所以碘單質被氧化為HIO₃，據此書寫方程式；
（4）當加入氨水時，使該溶液變為堿性，產生BaSO₃白色沉淀（或當加入HNO₃時，使溶液中H₂SO₃氧化成H₂SO₄，產生BaSO₄白色沉淀）；      
（5）由圖2可知1molNO₂和1molCO反應生成CO₂和NO放出能量234kJ，據此書寫熱化學反應方程式；
（6）結構銨根離子的水解書寫．
解答：解：X、Y、Z和W為原子序數依次增大的短周期元素，X是空氣中含量最高的元素，故X為氮元素；Y 和Z同主族，Z和W的氣態氫化物具有相同的電子數，Y的單質只有氧化性，故Y為氧元素，Z為硫元素．W為氯元素．
（1）Z為硫元素，Z的氣態氫化物為硫化氫，分子中氫原子與硫原子之間形成1對共用電子對，結構式為H-S-H；W為氯元素
，與W同周期惰性氣體元素是Ar，Ar原子核外有18個電子，有3個電子層，最外層電子數為8，Ar原子結構示意圖為，故答案為：H-S-H；；
（2）用惰性電極電解Cu（NO₃）₂溶液，陽離子Cu²⁺放電，陰離子水電離的OH^-放電生成氧氣，離子反應方程式為2Cu²⁺+2H₂O2Cu+4H⁺+O₂↑，故答案為：2Cu²⁺+2H₂O2Cu+4H⁺+O₂↑；
（3）①二氧化硫與氯氣都可以是品紅溶液褪色，在裝置A中觀察到的現象是相同，故答案為：相同；
②若裝置B中裝有5.0mL 1.0×10^-3mol/L的碘水，當通入足量Cl₂完全反應后，轉移的電子為5.0×10^-5mol，令碘元素在氧化產物中的化合價為a，則根據電子轉移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得a=+5，所以碘單質被氧化為HIO₃，則該反應的化學方程式為5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，
故答案為：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（4）當加入氨水時，使該溶液變為堿性，產生BaSO₃白色沉淀（或當加入HNO₃時，使溶液中H₂SO₃氧化成H₂SO₄，產生BaSO₄白色沉淀），
故答案為：AC；當加入氨水時，使該溶液變為堿性，產生BaSO₃白色沉淀（或當加入HNO₃時，使溶液中H₂SO₃氧化成H₂SO₄，產生BaSO₄白色沉淀）；
（5）由圖2可知1molNO₂和1molCO反應生成CO₂和NO放出能量234kJ，反應的熱化學方程式為NO₂（g）+CO（g）═CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）═CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（6）鹽酸肼（N₂H₆Cl₂）是一種重要的化工原料，屬于離子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理與NH₄Cl類似．
鹽酸肼第一步水解反應的離子方程式為N₂H₆²⁺+H₂O?[N₂H₅?H₂O]⁺+H⁺，
故答案為：N₂H₆²⁺+H₂O?[N₂H₅?H₂O]⁺+H⁺．
點評：本題考查物質推斷、結構性質位置關系、氧化還原反應、原電池、熱化學方程式、水解等，難度中等，推斷元素是關鍵，對基礎知識掌握全面，注意（6）中為信息題，結合銨根離子的水解書寫．