Question

6．表為元素周期表的一部分，請參照元素①～⑨在表中的位置，用化學用語回答下列問題：
（1）證明⑨的非金屬性比⑧強的實驗事實是酸性HClO₄＞H₂SO₄；
②的單質(zhì)與③、⑧的最高價氧化物對應水化物的濃溶液都能發(fā)生反應，與⑧反應的化學方程式為C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（2）現(xiàn)有Z、W兩種中學化學中的常見物質(zhì)，它們由①、③、④中的兩種或三種元素組成．Z的濃溶液常溫下能使鐵鈍化，由此可知Z的化學式為HNO₃；W中①、③兩種元素的質(zhì)量比為3：14，寫出W的電子式；W與④的單質(zhì)在催化劑、加熱條件下發(fā)生的反應是工業(yè)制取Z的基礎(chǔ)，寫出該反應的化學方程式：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）電動汽車的某種燃料電池，通常用NaOH作電解質(zhì)，用⑥的單質(zhì)、石墨作電極，在石墨電極一側(cè)通入空氣，該電池負極的電極反應Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
⑧的一種氧化物，通常情況為氣體，是形成酸雨的主要原因之一，可利用某種燃料電池，通常用硫酸溶液作電解質(zhì)，用石墨作電極，在一端通入空氣，另一端通入該氣體，該電池負極的電極反應SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺．該燃料電池的產(chǎn)物為H₂SO₄．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置，知①為H、②為C、③為N、④為O、⑤為Na、⑥為Al、⑦為Si、⑧為S、⑨為Cl．
（1）最高價含氧酸的酸性強弱等可以說明元素非金屬性強弱；碳和濃硫酸在加熱條件下反應生成二氧化碳、二氧化硫與水；
（2）Z、W由H、N、O中的兩種或三種元素組成．Z的濃溶液常溫下能使鐵鈍化，則Z為硝酸；W中H、N兩種元素的質(zhì)量比為3：14，則H、N原子數(shù)目之比=$\frac{3}{1}$：$\frac{14}{14}$=3：1，故W為NH₃；氨氣與氧氣反應生成NO與水；
（3）通常用NaOH作電解質(zhì)，用Al單質(zhì)、石墨作電極，在石墨電極一側(cè)通入空氣，反應本質(zhì)是Al與氫氧化鈉反應，負極是Al失去電子，堿性條件下生成偏鋁酸與水；
⑧的一種氧化物，通常情況為氣體，是形成酸雨的主要原因之一，則為SO₂，用某種燃料電池，通常用硫酸溶液作電解質(zhì)，用石墨作電極，在一端通入空氣，另一端通入SO₂，該原電池本質(zhì)是二氧化硫與氧氣、水反應生成硫酸，該電池負極是二氧化硫失去生成生成硫酸根，由電荷守恒可知還生成氫離子

解答 解：由元素在周期表中位置，知①為H、②為C、③為N、④為O、⑤為Na、⑥為Al、⑦為Si、⑧為S、⑨為Cl．
（1）酸性HClO₄＞H₂SO₄可以說明元素非金屬性Cl＞S；碳和濃硫酸在加熱條件下反應生成二氧化碳、二氧化硫與水，反應方程式為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，
故答案為：酸性HClO₄＞H₂SO₄；C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（2）Z、W由H、N、O中的兩種或三種元素組成．Z的濃溶液常溫下能使鐵鈍化，則Z為硝酸，化學式為HNO₃；W中H、N兩種元素的質(zhì)量比為3：14，則H、N原子數(shù)目之比=$\frac{3}{1}$：$\frac{14}{14}$=3：1，故W為NH₃，其電子式為：，氨氣與氧氣反應生成NO與水，反應方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：HNO₃；；4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）通常用NaOH作電解質(zhì)，用Al單質(zhì)、石墨作電極，在石墨電極一側(cè)通入空氣，反應本質(zhì)是Al與氫氧化鈉反應，負極是Al失去電子，堿性條件下生成偏鋁酸與水，負極電極反應式為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
⑧的一種氧化物，通常情況為氣體，是形成酸雨的主要原因之一，則為SO₂，用某種燃料電池，通常用硫酸溶液作電解質(zhì)，用石墨作電極，在一端通入空氣，另一端通入SO₂，該原電池本質(zhì)是二氧化硫與氧氣、水反應生成硫酸，該燃料電池產(chǎn)物為硫酸，該電池負極是二氧化硫失去生成生成硫酸根，由電荷守恒可知還生成氫離子，負極電極反應式為：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+4H⁺；H₂SO₄ ．

點評 本題考查元素周期表與元素周期律、元素化合物推斷、燃料電池等，（3）為易錯點、難點，明確原電池反應本質(zhì)是關(guān)鍵，難度中等．