Question

2．短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置如圖所示，B、D最外層電子數(shù)之和為12，二者可形成DB₂、DB₃兩種分子，DB₂具有漂白性．

	A	B
C		D

回答下列問(wèn)題：
（1）A位于元素周期表二周期，VA族，其氫化物的分子式是NH₃．
（2）下列敘述中，正確的是a（填字母）．
a．穩(wěn)定性：A的氫化物＞C的氫化物       b．還原性：B^2-＞D^2-
c．酸性：H₄CO₄＞H₂DO₄                  d．最高化合價(jià)值：D=B＞A＞C
（3）DB₂通過(guò)下列工藝流程可制化工業(yè)原料H₂DB₄和清潔能源H₂．

①原電池中DB₂參與反應(yīng)的電極為負(fù)極，寫(xiě)出電極反應(yīng)式SO₂+2H₂O-2e-=4H⁺+SO₄^2-；若有5mol DB₂參加反應(yīng)（假若反應(yīng)物無(wú)損耗），則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下112L H₂．
②為檢驗(yàn)分離器的分離效果，取分離后的H₂DB₄溶液于試管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反應(yīng)，若觀察到無(wú)淡黃色沉淀產(chǎn)生，最終生成白色沉淀，證明分離效果較好．
③將該工藝流程用總反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂．

Answer 1

分析 由短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置可知，A、B處于第二周期，C、D處于第三周期，B、D同種主族，B、D最外層電子數(shù)之和為12，故最外層電子數(shù)為6，故B為O元素，D為S元素，二者可以形成SO₂、SO₃兩種分子，且SO₂具有漂白性，由位置關(guān)系可知，A為N元素，C為Si元素．
（1）主族元素周期數(shù)=電子層數(shù)、主族族序數(shù)=最外層電子數(shù)，A為N元素，其氫化物為NH₃；
（2）a．非金屬性越強(qiáng)，氫化物越穩(wěn)定；
b．非金屬性越強(qiáng)，陰離子的還原性越弱；
C．非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)；
d．氧元素一般沒(méi)有正化合價(jià)；
（3）由工藝流程圖可知，原電池原理為SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，分離出硫酸，再電解：2HBr$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Br₂，獲得氫氣，電解得到的溴循環(huán)利用．
①在原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₂在負(fù)極放電生成H₂SO₄；根據(jù)SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr、2HBr$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Br₂計(jì)算生成氫氣體積；
②分離完全，硫酸中不含HBr，加入AgNO₃溶液，根據(jù)沉淀顏色判斷；
③原電池中電池總反應(yīng)為SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，電解池中總反應(yīng)為2HBr=H₂+Br₂，兩式相加可得該工藝流程用總反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：由短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置可知，A、B處于第二周期，C、D處于第三周期，B、D同種主族，B、D最外層電子數(shù)之和為12，故最外層電子數(shù)為6，故B為O元素，D為S元素，二者可以形成SO₂、SO₃兩種分子，且SO₂具有漂白性，由位置關(guān)系可知，A為N元素，C為Si元素，
（1）A為N元素，處于第二周期VA族，其氫化物為NH₃，故答案為：二、VA；NH₃；
（2）a．非金屬性N＞Si，故氫化物穩(wěn)定性NH₃＞SiH₄，故a正確；
b．非金屬性O(shè)＞S，非金屬性越強(qiáng)，陰離子的還原性越弱，故還原性O(shè)^2-＜S^2-，故b錯(cuò)誤；
C．非金屬性S＞Si，故酸性：H₄SiO₄＜H₂SO₄，故c錯(cuò)誤；
d．氧元素一般沒(méi)有正化合價(jià)，故d錯(cuò)誤；
故答案為：a；
（3）由工藝流程圖可知，原電池原理為SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，分離出硫酸，再電解：2HBr$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Br₂，獲得氫氣，電解得到的溴循環(huán)利用．
①在原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₂在負(fù)極放電生成H₂SO₄，電極反應(yīng)式為SO₂+2H₂O-2e-=4H⁺+SO₄^2-，根據(jù)SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr、2HBr$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Br₂可得關(guān)系式：SO₂～H₂，若有5mol SO₂參加反應(yīng)（假若反應(yīng)物無(wú)損耗），則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下H₂體積為5mol×22.4L/mol=112L，
故答案為：負(fù)極；SO₂+2H₂O-2e-=4H⁺+SO₄^2-；112；
②分離后的H₂SO₄溶液于試管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反應(yīng)，若觀察到無(wú)淡黃色沉淀產(chǎn)生，最終生成白色沉淀，說(shuō)明分離效果較好，故答案為：無(wú)淡黃色沉淀產(chǎn)生，最終生成白色沉淀；
③原電池中電池總反應(yīng)為SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，電解池中總反應(yīng)為2HBr=H₂+Br₂，故該工藝流程用總反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂，
故答案為：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合較大，涉及結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、元素周期律、化學(xué)工藝流程、原電池及電解原理等，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，是對(duì)知識(shí)的綜合考查，注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握．