Question

(11分)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）丙物質的電子式為        ，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）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，則己與戊按物質的量之比為3:2完全反應后的溶液中各離子濃度的大小關系為                               。
（4）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，其裝置如下圖：
     
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pH約為        。

Answer 1

（1）  Na⁺[:H]^-       1:2       (各1分)
（2） CO(g)+1/2O₂(g)= CO₂ (g) ；△H=-4akJ/mol(2分)
（3）c(Na⁺)＞c(HCO₃^-)＞c(CO₃^2-)＞c(OH^-)＞c(H⁺)                 (2分)
（4）① CH₃OH - 6e^－+ 8OH^－ = CO₃^2－+ 6H₂O                 （2分）
② 4OH^－ - 4e^－ = O₂↑+ 2H₂O (或2 H₂O - 4e^－ = O₂↑+4 H^+-）       （2分）   
1 （合理答案均可）                                    （1分）；

試題分析：（1）由題意可推斷出，ABCD四種元素分別是H、C、O、Na，故丙物質為NaH，氫為－１價，電子式為 Na⁺[:H]^-；丁物質為Na₂O₂，陰離子為O₂^2－，故陰陽離子個數比為1:2 ；
（2）甲物質為CO，標準狀況下5.6L即0.25molCO完全完全燃燒放出的熱量為QKJ，故熱化學方程式為CO(g)+1/2O₂(g)= CO₂ (g) ；△H=-4QkJ/mol；
（3）戊物質為CO₂，己物質為NaOH，己與戊按物質的量之比為3:2完全反應，主要產物為NaHCO₃，堿過量，溶液顯堿性，故反應后各離子濃度的大小關系為c(Na⁺)＞c(HCO₃^-)＞c(CO₃^2-)＞c(OH^-)＞c(H⁺) ；
（4） 
該燃料電池，i為電解池，ii為原電池，通入甲醇的電極反應式為CH₃OH - 6e^－+ 8OH^－ = CO₃^2－+ 6H₂O，在t₁后，石墨電極上的電極反應式4OH^－ - 4e^－ = O₂↑+ 2H₂O (或2 H₂O - 4e^－ = O₂↑+4 H^+-）；在t₂時所得溶液的pH約為1，可通過簡單計算獲得。
點評：本題涉及的范圍較廣，學生需要全面掌握各個知識點的聯系，難度較大的是燃料電池部分，還涉及到有關計算，考查學生嚴謹、仔細的態度。