Question

6．有X、Y、Z、W四種短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大．只有Z是金屬元素，X最外層只有一個電子，Y和W元素原子的最外層電子數(shù)相同，且Y元素原子L 層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，Z元素原子的最外層電子數(shù)是W元素原子最外層電子數(shù)的一半．請回答：
（1）Z是Al（填元素符號），W的原子結(jié)構(gòu)示意圖為．
（2）寫出兩種僅由X、Y兩種元素的原子形成的10電子微粒的符號H₂O、OH^-．
（3）己知標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2gX的單質(zhì)氣體在Y的單質(zhì)氣體（空氣主要成分之一）中充分燃燒放出285.8kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H=-285.8kJ•mol^-1．
（4）將X的單質(zhì)氣體與Y的單質(zhì)氣體間的反應(yīng)設(shè)計成原電池反應(yīng)，簡易裝置如圖所示．A處通入的氣體為H₂，B處氣體發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．

Answer 1

分析 有X、Y、Z、W四種短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，X最外層只有一個電子，X不是金屬元素，X為H，Y元素原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，則Y為O元素；W和Y元素原子的最外層電子數(shù)相同，則W為S；Z元素原子的最外層電子數(shù)是W元素原子最外層電子數(shù)的一半，則Z為B或Al，又Z是金屬元素，則Z只能為Al，X、Y、Z、W四種短周期元素核電荷數(shù)依次增大，分別為：H、O、Al、S，
（1）Z是金屬元素，Z為Al；W為S，核外電子分三層排布，最外層為6個電子；
（2）H、O原子形成的10電子微粒有水分子、氫氧根離子；
（3）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出氫氣的物質(zhì)的量，然后根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法進(jìn)行書寫；
（4）通入氫氣的一極為原電池的負(fù)極，通入氧氣的一極為原電池的正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)電子的流向，A處通入的氣體為H₂，據(jù)此書寫電極方程式．

解答 解：（1）有X、Y、Z、W四種短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，X最外層只有一個電子，X不是金屬元素，X為H，Y元素原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，則Y為O元素；W和Y元素原子的最外層電子數(shù)相同，則W為S；Z元素原子的最外層電子數(shù)是W元素原子最外層電子數(shù)的一半，則Z為B或Al，又Z是金屬元素，則Z只能為Al，W為S，核外電子分三層排布，分別為2、8、6，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，
故答案為：Al；；
（2）X、Y分別為：H、O，形成的氫化物H₂O含有10個電子，形成的OH^-含有10個電子，
故答案為：H₂O、OH^-；
（3）2gH₂的單質(zhì)的物質(zhì)的量為n=$\frac{m}{M}$=$\frac{2g}{2g/mol}$=1mol，燃燒放出285.8kJ的熱量，當(dāng)2molH₂燃燒時，反應(yīng)熱應(yīng)為△H=（-285.8kJ•mol^-1）×2=-571.6KJ/mol，熱化學(xué)方程式為2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H=-285.8kJ•mol^-1，
故答案為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H=-285.8kJ•mol^-1；
（4）根據(jù)電子的流向，A處負(fù)極電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為2H₂-4e^-=4H⁺，所以A處通入的氣體為H₂，氧氣具有氧化性，通入氧氣的一極為原電池的正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，
故答案為：H₂；O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的應(yīng)用，題目難度中等，推斷元素為解答關(guān)鍵，注意掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期律、元素周期表的關(guān)系，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力及邏輯推理能力．