Question

（2011?昌平区二模）A、B、C、D四种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B与C为同一周期，A与D为同一主族，C元素的原子核外电子总数是电子层数的4倍，D是所在周期原子半径最大的元素．又知四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，一种是固体．请回答下列问题：
（1）D在元素周期表中的位置是

第三周期第ⅠA族

．
（2）由A、C两元素可以组成X、Y两种化合物，X在一定条件下可以分解成Y，X的电子式为

．
（3）D与C形成的化合物可与Y反应生成单质Z，该反应的化学方程式为

2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑

；若有1mol电子转移，生成Z的物质的量为

0.5

mol．
（4）写出实验室制备BA₃的化学方程式

2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△  .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

．将BA₃通入溴水中可发生反应，生成一种单质和一种盐，写出该反应的离子方程式

8NH₃+3Br₂=N₂+6NH₄⁺+6Br^-

．
（5）已知B₂A₄可燃烧生成B的单质和Y，以B₂A₄、O₂、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．该电池负极反应是

N₂H₄+4OH^--4e^-═N₂+4H₂O

．以石墨为电极，用该电池电解100mL饱和食盐水，一段时间后，在两极共收集到224mL气体（标准状况下），此时溶液的pH是（忽略溶液体积的变化）

13

．

Answer 1

分析：A、B、C、D四种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，A的原子序数最小，且是主族元素，则A为H元素；A与D为同一主族，D是所在周期原子半径最大的元素，则D为Na元素；C元素的原子核外电子总数是电子层数的4倍，C的原子序数小于11，则C为O元素；四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，一种是固体，Na是固体，所以B形成的单质为气体，B与C为同一周期，原子序数B＜C，则B为N元素．

解答：解：A、B、C、D四种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，A的原子序数最小，且是主族元素，则A为H元素；A与D为同一主族，D是所在周期原子半径最大的元素，则D为Na元素；C元素的原子核外电子总数是电子层数的4倍，C的原子序数小于11，则C为O元素；四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，一种是固体，Na是固体，所以B形成的单质为气体，B与C为同一周期，原子序数B＜C，则B为N元素．
由分析可知：A为H元素；B为N元素；C为O元素；D为Na元素．
（1）D为Na元素，质子数为11，有3个电子层，最外层有1个电子，处于周期表第三周期第ⅠA族，故答案为：第三周期第ⅠA族；
（2）A为H元素，C为O元素，两元素形成的化合物为H₂O、H₂O₂，H₂O₂分解生成H₂O，所以X是H₂O₂、Y是H₂O，H₂O₂是共价化合物氧原子与氢原子之间形成1对共用电子对，氧原子与氧原子之间形成1对共用电子对，H₂O₂的电子式为，故答案为：；
（3）Y是H₂O，D与C形成的化合物可与Y反应生成单质Z，则D与C形成的化合物是Na₂O₂，反应方程式为2 Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；由方程式可知，反应中Na₂O₂既是氧化剂也是还原剂，物质的量之比为1：1，每生成1molO₂转移2mol电子，所以有1mol电子转移，生成O₂的物质的量为1mol×

1

2

=0.5mol，故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；0.5；
（4）BA₃的是NH₃，实验室制取NH₃的方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△  .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
溴具有强氧化性，NH₃通入溴水中可发生反应，生成单质为N₂，生成的盐为NH₄Br，反应离子方程式为8NH₃+3Br₂=N₂+6NH₄⁺+6Br^-，
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△  .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；8NH₃+3Br₂=N₂+6NH₄⁺+6Br^-；
（5）B₂A₄为N₂H₄，N₂H₄燃烧生成H₂O和N₂，以N₂H₄、O₂、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．负极发生氧化反应，N₂H₄在负极放电生成N₂和H₂O，该电池负极反应是N₂H₄+4OH^--4e^-═N₂+4H₂O．
电解100mL饱和食盐水，一段时间后，在两极共收集到224mL气体为氯气和氢气，混合气体的物质的量为

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，由2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑可知，生成的氯气和氢气的物质的量相等为0.005mol，所以生成的氢氧化钠的物质的量为0.01mol，所以c（OH^-）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，所以c（H+）=

10-14

10-1

=10^-130.1mol/L，所以溶液PH=-log10^-13=13，故答案为：N₂H₄+4OH^--4e^-═N₂+4H₂O；13．

点评：本题以原子结构与位置关系为载体，考查化学用语、原电池、溶液PH值计算，难度中等，熟悉元素及其单质、化合物的性质，推断元素是解题关键．