Question

A、B、C、D是四種短周期元素，它們的原子序數(shù)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(shù)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：

化合物	甲	乙	丙	丁
組成元素	B、C	A、C	A、D	C、D

常溫下，甲物質(zhì)為氣體，密度略小于空氣；乙物質(zhì)為液體；丙物質(zhì)和丁物質(zhì)為固體且都為離子化合物．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）丙物質(zhì)的電子式為

 

，丁物質(zhì)中陰離子與陽離子的個數(shù)之比為

 

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

 

．
（3）B、C兩種元素按原子個數(shù)比為1：2可形成化合物戊，A、C、D三種元素按原子個數(shù)比為1：1：1可形成化合物己，則己與戊按物質(zhì)的量之比為3：2完全反應(yīng)后的溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為

 

．
（4）某同學設(shè)計了一個以結(jié)構(gòu)簡式是BA₃-CA物質(zhì)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，其裝置如圖：

①寫出ⅰ中通入該物質(zhì)這一極的電極反應(yīng)式

 

．
②理論上ⅱ中兩極所得氣體的體積隨時間變化的關(guān)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(yīng)式

 

；在t₂時所得溶液的pH約為

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,原電池和電解池的工作原理

專題：元素周期律與元素周期表專題,電化學專題

分析：A、B、C、D是四種短周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．A、D元素同主族，二者形成原子個數(shù)1：1型離子化合物，含有金屬元素，非金屬元素，為ⅠA族元素，D的原子序數(shù)至少比A大3，可推知A為H、D為Na，丙為NaH；結(jié)合原子序數(shù)可知，B、C處于第二周期，A、C形成原子個數(shù)1：1的化合物乙為液態(tài)，乙應(yīng)為H₂O₂，則C為O元素；C、D形成原子個數(shù)1：1的離子化合物丁為Na₂O₂，B、C形成原子個數(shù)1：1的化合物甲為氣體，密度略小于空氣，甲應(yīng)為CO，則B為碳元素，據(jù)此解答．

解答： 解：A、B、C、D是四種短周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大．A、D元素同主族，二者形成原子個數(shù)1：1型離子化合物，含有金屬元素，非金屬元素，為ⅠA族元素，D的原子序數(shù)至少比A大3，可推知A為H、D為Na，丙為NaH；結(jié)合原子序數(shù)可知，B、C處于第二周期，A、C形成原子個數(shù)1：1的化合物乙為液態(tài)，乙應(yīng)為H₂O₂，則C為O元素；C、D形成原子個數(shù)1：1的離子化合物丁為Na₂O₂，B、C形成原子個數(shù)1：1的化合物甲為氣體，密度略小于空氣，甲應(yīng)為CO，則B為碳元素，
（1）由上述分析可知，丙為NaH，屬于離子化合物，電子式為Na⁺[：H]^-，丁為Na₂O₂，由過氧根離子與鈉離子構(gòu)成，陰離子與陽離子的個數(shù)比為1：2；
故答案為：Na⁺[：H]^-；1：2；
（2）標準狀況下5.6L CO完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量為QkJ，1molO完全燃燒放出的熱量=QkJ×

1mol×22.4L/mol

5.6L

=4QkJ，則CO燃燒熱的熱化學方程式為：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂ （g）；△H=-4Q kJ/mol，
故答案為：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂ （g）；△H=-4Q kJ/mol；
（3）B、C兩種元素按原子個數(shù)比為1：2可形成化合物戊為CO₂，A、C、D三種元素按原子個數(shù)比為1：1：1可形成化合物己為NaOH，則己與戊按物質(zhì)的量之比為3：2完全反應(yīng)后得到等物質(zhì)的量Na₂CO₃和NNaHCO₃，溶液中碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子，水解呈堿性，故溶液中離子濃度：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）某同學設(shè)計以CH₃OH物質(zhì)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，
①ⅰ中通入甲醇一極為負極，堿性條件下生成碳酸根與水，電極反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
②Fe為陰極，石墨為陽極，開始陽極生成的氣體為氯氣，陰極為銅離子放電生成Cu，氯離子放電完畢，水放電生成氧氣，當溶液中銅離子放電完畢，實質(zhì)為電解水，陰極是氫離子放電生成氫氣，在0～t₁階段為電解氯化銅溶液，在t₁～t₂階段為電解硫酸銅溶液，
故在t₁后，石墨電極上的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑或2 H₂O-4e^-=O₂↑+4 H⁺；
在t₂時溶液中銅離子恰好放電完畢，t₁～t₂階段生成氧氣為336mL-224mL=112mL，其物質(zhì)的量為

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，由2 H₂O-4e^-=O₂↑+4 H⁺可知，n（H⁺）=4n（O₂）=0.005mol×4=0.02mol，則c（H⁺）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，則此時溶液pH=-lg0.1=1，
故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑或2 H₂O-4e^-=O₂↑+4 H⁺；1．

點評：本題比較綜合，涉及元素化合物推斷、熱化學方程式書寫、原電池與電解原理、化學計算等，推斷元素及物質(zhì)是解題關(guān)鍵，需要學生熟練掌握基礎(chǔ)知識，難度中等．