Question

4．短周期主要元素A、B、C、D、E、F、G的原子序数依次增大，已知A元素的某种原子不存在中子，B元素的最外层电子数是其内层电子数的2倍；D元素的某种单质是空气的主要成分之一，可与A形成A₂D型化合物，E元素的原子是短周期所有元素中原子半径最大的元素，F的氧化物既能与强酸反应又能和强碱溶液反应，G元素可与A元素形成1：1的气态共价化合物AG，试回答下列问题：
（1）写出B元素和D元素形成的化合物BD₂的结构式O=C=O；
（2）下列关于化合物甲（B₂A₄）和乙（B₆A₆）的叙述中正确的是ac；
a．化合物甲在一定条件下可以与G的单质发生加成反应
b．化合物甲和乙都能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
c．等质量的化合物甲和乙在足量的氧气中完全燃烧，前者消耗的氧气多
d．化合物乙和溴水可以发生取代反应
（3）试写出化合物B₂A₅DA在金属铜存在的条件下与D₂反应的化学方程式2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
（4）F的单质与A、D、E形成离子化合物反应的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（5）化合物BA₃DA与D₂的单质、氢氧化钾溶液可形成燃料电池，试写出负极反应的电极反应式CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，正极附近溶液pH增大（填“增大”、“减小”或“不变”）

Answer 1

分析 短周期主要元素A、B、C、D、E、F、G的原子序数依次增大，A元素的某种原子不存在中子，则A为H元素；
B元素的最外层电子数是其内层电子数的2倍，最外层电子数不超过8个，所以B元素的K层为其内层，则最外层有4个电子，为C元素；
D元素的某种单质是空气的主要成分之一，可与A形成A₂D型化合物，则D是O元素；
C元素原子序数大于B而小于D，所以C是N元素；
E元素的原子是短周期所有元素中原子半径最大的元素，则E是Na元素；
F的氧化物既能与强酸反应又能和强碱溶液反应，则F是Al元素；
G元素可与A元素形成1：1的气态共价化合物AG，且原子序数大于Al，所以G是Cl元素，再结合物质结构性质解答．

解答 解：短周期主要元素A、B、C、D、E、F、G的原子序数依次增大，A元素的某种原子不存在中子，则A为H元素；
B元素的最外层电子数是其内层电子数的2倍，最外层电子数不超过8个，所以B元素的K层为其内层，则最外层有4个电子，为C元素；
D元素的某种单质是空气的主要成分之一，可与A形成A₂D型化合物，则D是O元素；
C元素原子序数大于B而小于D，所以C是N元素；
E元素的原子是短周期所有元素中原子半径最大的元素，则E是Na元素；
F的氧化物既能与强酸反应又能和强碱溶液反应，则F是Al元素；
G元素可与A元素形成1：1的气态共价化合物AG，且原子序数大于Al，所以G是Cl元素，
（1）B元素和D元素形成的化合物BD₂为二氧化碳，二氧化碳分子中每个O原子和C原子形成两个共用电子对，其结构式为O=C=O，故答案为：O=C=O；
（2）化合物甲（C₂H₄）和乙（C₆H₆）分别是乙烯、苯，
a．乙烯和氯气在一定条件下能发生加成反应生成1，2-二氯乙烷，故正确；
b．乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，但苯和酸性高锰酸钾溶液不反应，故错误；
c．等质量烃完全燃烧，H元素的质量分数越大耗氧量越大，乙烯中H元素的质量分数比苯中H元素质量分数大，故等质量的苯和乙烯完全燃烧，乙烯耗氧量更多，故正确；
d．苯和溴水不反应，苯和液溴在溴化铁作催化剂条件下发生取代反应，故错误；
故选ac；
（3）化合物B₂A₅DA是乙醇，在金属铜存在的条件下与O₂发生催化氧化反应，反应方程式为2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O；
（4）F的单质是Al，A、D、E形成的离子化合物为NaOH，二者反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（5）甲醇、氧气碱性电池中，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，溶液pH增大，
故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；增大．

点评 本题考查位置结构性质的相互关系及应用，涉及原电池原理、有机化学、物质结构等知识点，综合性较强，正确判断元素是解本题关键，难点是电极反应式的书写．