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與C，B與D分別是同主族元素；已知B、D二元素原子核中質子數之和是A、C二元素原子核中質子數之和的2倍；四種元素形成的單質中有兩種是氣體，兩種是固體．請回答以下問題：
（1）寫出由A、B兩元素形成的原子個數比為1：1的化合物的化學式

H₂O₂

，此化合物能使酸性KMnO₄溶液退色，體現該化合物具有

還原性

性．
（2）D元素在元素周期表中的位置

第三周期第ⅥA族

，B和C兩元素形成的原子個數比為1：1的化合物中含有的化學鍵的類型為

離子鍵、共價鍵

．
（3）A、B、C、D四種原子半徑由大到小為

Na＞S＞O＞H

（填元素符號）；四種離子半徑由大到小為

S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺

（填離子符號）．
（4）寫出由A、B兩元素形成的原子個數比為2：1的化合物與B、C兩元素形成的原子個數比為1：1的化合物反應的離子方程式

2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑

．
（5）兩種物質均由A、B、C、D四種元素組成，寫出它們在水溶液中反應的離子方程式

HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O

．
（6）用A元素的單質與B元素的單質可制成新型的化學電源，已在宇宙飛船中使用．其構造如圖所示．兩個電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電．則a是

負

極，電極反應式為

4H₂-4e^-=4H⁺

，b是

正

極，電極反應式為

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

Answer 1

分析：A、B、C、D原子序數依次增大短周期元素，A、C及B、D分別是同一主族元素，確定B、D分別位于二、三周期；由于B、D兩元素的原子核中質子數之和是A、C兩元素原子核中質子數之和的兩倍，確定A、C分別位于一、三周期，所以A為氫、C為鈉、B為氧、D為硫．

解答：解：A、B、C、D原子序數依次增大短周期元素，A、C及B、D分別是同一主族元素，確定B、D分別位于二、三周期；由于B、D兩元素的原子核中質子數之和是A、C兩元素原子核中質子數之和的兩倍，確定A、C分別位于一、三周期，所以A為氫、C為鈉、B為氧、D為硫．
（1）由A、B兩元素形成的原子個數比為1：1的化合物為H₂O₂，H₂O₂能使酸性KMnO₄溶液退色，H₂O₂被酸性KMnO₄溶液氧化，體現酸性H₂O₂的還原性．
故答案為：H₂O₂；還原性．
（2）D為硫，處于周期表中第三周期第ⅥA族；B和C兩元素形成的原子個數比為1：1的化合物為Na₂O₂，由鈉離子與過氧根離子構成，鈉離子與過氧根離子之間形成離子鍵，過氧根離子中氧原子之間形成共價鍵．
故答案為：第三周期第ⅥA族；離子鍵、共價鍵．
（3）同周期自左而右原子半徑減小，電子層越大原子半徑越大，所以原子半徑Na＞S＞O＞H；最外層電子數相同，電子層越多離子半徑越大，電子層結構相同，核電荷數越大離子半徑越小，H⁺半徑最小，所以S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺．
故答案為：Na＞S＞O＞H；S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺．
（4）由A、B兩元素形成的原子個數比為2：1的化合物為H₂O，由B、C兩元素形成的原子個數比為1：1的化合物為Na₂O₂，過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉與氧氣，反應的離子方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
（5）兩種均含A，B，C，D四種元素的化合物相互間發生反應，且生成氣體，為亞硫酸氫鈉與硫酸氫鈉反應，生成二氧化硫與水，反應離子方程式為HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O．
故答案為：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O．
（6）氫氧堿性燃料電池，負極發生氧化反應，氫氣在負極放電，a為負極，電極反應式為4H₂-4e^-=4H⁺，正極發生還原反應，氧氣在正極放電，b為正極，電極反應式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
故答案為：負，4H₂-4e^-=4H⁺；正，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評：考查學生利用原子的結構來推斷元素、常用化學用語、原電池等，難度較大，注意本題中利用A、C與B、D可能存在情況來分析是推斷難點．