Question

有X、Y、Z、M、G五种元素，是分属三个短周期并且原子序数依次增大的主族元素．其中X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃两种分子．完成下列填空：
（1）元素Y的原子其核外有

 

种运动状态不同的电子存在；
（2）在上述元素所构成的单质或化合物中，可用作自来水消毒剂的有

 

、

 

（至少写出两种，填写化学式）；
（3）已知X₂M的燃烧热为187KJ/mol．（提示：燃烧热的定义：1mol可燃物充分燃烧生成稳定化合物时所放出的热量．）写出X₂M燃烧的热化学方程式：

 

；
（4）在熔融状态下，将Z的单质和FeG₂（元素G和铁构成的某化合物）组成一个可充电电池（装置示意图如图），反应原理为：2Z+FeG₂

放电

充电

 Fe+2ZG放电时，电池的正极反应式为：

 

；充电时，接电源负极的电极材料是

 

（写物质名称），该电池的电解质为

 

（填写化学式）．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,原电池和电解池的工作原理

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：X、Y、Z、M、G都是短周期元素，且分属三个周期，原子序数依次增大，Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃两种分子，则M为S元素，Y为O元素，X、Z同主族，可形成离子化合物ZX，则X为H元素，Z为Na元素，由于G是原子序数比硫大的主族元素，所以G为Cl元素，
（1）根据核外电子运动特征判断；
（2）根据有关元素化合物知识解答；
（3）根据热化学方程式的书写要求结合燃烧热的定义答题；
（4）根据原电池原理写电极反应，判断电极材料和电解质．

解答： 解：X、Y、Z、M、G都是短周期元素，且分属三个周期，原子序数依次增大，Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃两种分子，则M为S元素，Y为O元素，X、Z同主族，可形成离子化合物ZX，则X为H元素，Z为Na元素，由于G是原子序数比硫大的主族元素，所以G为Cl元素，
（1）Y是O元素，核外有8个电子，所以就有8种不同运动状态存在，故答案为：8；
（2）在H、O、Na、S、Cl五种元素中，能构成作自来水消毒剂的物质有Cl₂、H₂O₂、HClO、O₃等，故答案为：Cl₂、H₂O₂；
（3）X₂M为H₂S，1molH₂S完全燃烧生成液态水和二氧化硫气体，放出的热为187KJ，据此可写出热化学方程式为2H₂S（g）+3O₂（g）→2SO₂（g）+2H₂O（l）+374 kJ，故答案为：2H₂S（g）+3O₂（g）→2SO₂（g）+2H₂O（l）+374 kJ；
（4）Z是金属钠，FeG₂为FeCl₂，根据原电池原理，在反应中2Na+FeCl₂

放电

充电

 Fe+2NaCl，电池的正极是氧化剂发生还原反应，所以反应式为Fe²⁺+2e→Fe；充电时，即为电解质池，根据电解池原理，接电源负极的为电解池的阴极，在阴极上氧化剂发生还原反应，结合图可知，电极材料是熔融钠，电池的电解质为β-Al₂O₃，
故答案为：Fe²⁺+2e^-=Fe；熔融钠；β-Al₂O₃．

点评：本题主要考查了核外电子运动状态、元素化合物知识、热化学方程式书写、电化学知识等知识点，综合性较强，中等难度，解题时注意知识的综合应用．