Question

短周期元素的单质C、D、J在通常状况下均为气态，且常见双原子单质分子，J分子共价键最多；H分子中含10个电子；物质M由同一短周期的X、Y两种元素组成，X原子最外层电子数是最内层电子数的1/2，Y元素最高正价与它的负价代数和为6．M与其它物质的转化关系如图（部分产物及反应条件已略去）则：
（1）X的离子结构示意图为______；J的电子式是______．
（2）若A是与X、Y同周期的一种常见金属单质，则A与B溶液反应的化学方程式是______．
（3）若A是一种常见酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则E与F反应的离子方程式是______．
（4）将一定量F和H的水溶液混合使其溶液显碱性，则此溶液中离子浓度由大到小的顺序是______．
（5）汽油是一种可燃性液体，汽油-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液，该电池放电时的正极反应式为______．

Answer 1

【答案】分析：X、Y是短周期元素，X原子的最外层电子数是最内层电子数的一半，该元素可能是Li或Na元素，Y元素最高正价与它的负价代数和为6，最高正价与最低负价的绝对值是8，O元素没有正价，则Y是Cl元素，X和Y是同一周期元素，X是Na元素，Y是Cl元素，则M是NaCl；电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，短周期元素的单质C、D、J在通常状况下均为气态，且常见双原子单质分子，所以C和D一种是氯气一种是氢气，J分子共价键最多，则J是氮气，C和氮气生成的H分子中含10个电子，所以C是氢气，H是氨气，F是氯化氢；
（1）钠原子失去1个电子变成钠离子，氮气分子的电子式为；
（2）若A是X、Y同周期的一种常见金属，则A是金属Al，Al能和氢氧化钠溶液反应，所以B是氢氧化钠，氢氧化钠、铝和水反应生成偏铝酸钠和氢气；
（3）制造光导纤维的主要原料是二氧化硅，所以A是二氧化硅，二氧化硅能和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，硅酸钠和盐酸反应生成硅酸和氯化钠；
（4）根据溶液中电荷守恒确定溶液中离子浓度大小顺序；
（5）燃料电池中正极上氧化剂得电子发生还原反应．
解答：解：X、Y是短周期元素，X原子的最外层电子数是最内层电子数的一半，该元素可能是Li或Na元素，Y元素最高正价与它的负价代数和为6，最高正价与最低负价的绝对值是8，O元素没有正价，则Y是Cl元素，X和Y是同一周期元素，X是Na元素，Y是Cl元素，则M是NaCl；电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气，短周期元素的单质C、D、J在通常状况下均为气态，且常见双原子单质分子，所以C和D一种是氯气一种是氢气，J分子共价键最多，则J是氮气，C和氮气生成的H分子中含10个电子，所以C是氢气，H是氨气，F是氯化氢；
（1）钠原子失去1个电子变成钠离子，钠离子结构示意图为，氮气分子的电子式为，故答案为：；；
（2）若A是X、Y同周期的一种常见金属，则A是金属Al，Al能和氢氧化钠溶液反应，所以B是氢氧化钠，氢氧化钠、铝和水反应生成偏铝酸钠和氢气，反应方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑（或2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑），
故答案为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑（或2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑）；
（3）制造光导纤维的主要原料是二氧化硅，所以A是二氧化硅，二氧化硅能和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，硅酸钠和盐酸反应生成硅酸和氯化钠，离子方程式为SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，故答案为：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓；
（4）将一定量氯化氢和氨气的水溶液混合使其溶液显碱性，溶液中c（OH^-）＞c（H⁺），根据溶液中电荷守恒知，c（NH₄⁺ ）＞CcCl^-），此溶液中以盐的电离为主，c（Cl^-）＞c（OH^-），所以溶液中离子浓度大小顺序为：c（NH₄⁺ ）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
故答案为：c（NH₄⁺ ）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）燃料电池中正极上氧化剂得电子发生还原反应，所以正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
点评：本题考查元素化合物的特性和反应，用框图设问可以考查学生正向思维、逆向思维、发散和收敛思维，能根据题眼正确判断化合物是解本题的关键，注意燃料电池中电极反应式与电解质溶液的酸碱性有关，为易错点．