Question

6．甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素．甲、丙处于同一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊的负一价阴离子与丙的阳离子差8个电子．甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙的单质，
同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1mol/L的Y溶液pH＞1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L也能与Z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物M．请回答下列问题：
（1）戊离子的结构示意图为．
（2）写出由甲乙两元素形成的化合物中，既含有极性键又含有非极性键的物质的结构式；该物质与空气在碱性条件下可构成燃料电池，该电池放电时，负极的反应式为N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+2H₂O．
（3）戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2：4，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：3．
（4）写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式：AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓．
（5）按图电解M的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H₂↑．将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到得现象是溶液变红后褪色．

Answer 1

分析 甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素．甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则X为NH₃，甲为H，乙为N；甲、丙处于同一主族，结合原子序数可知，丙为Na；戊的负一价阴离子与丙的阳离子差8个电子，戊的负一价阴离子核外电子数为18，则戊为Cl；氯气与氨气反应生成氮气，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1mol/L的Y溶液pH＞1，则Y为NH₄Cl、Z为HCl；丁的单质既能与丙（Na）元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L，也能与Z（HCl）的水溶液反应生成盐N，丁为两性金属，则丁为Al元素，故L为NaAlO₂；丙、戊组成化合物M为NaCl，用石墨作阳极、铁作阴极，电解氯化钠水溶液，生成氢气、氯气与氢氧化钠，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠与次氯酸钠，以此解答该题．

解答 解：甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素．甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则X为NH₃，甲为H，乙为N；甲、丙处于同一主族，结合原子序数可知，丙为Na；戊的负一价阴离子与丙的阳离子差8个电子，戊的负一价阴离子核外电子数为18，则戊为Cl；氯气与氨气反应生成氮气，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1mol/L的Y溶液pH＞1，则Y为NH₄Cl、Z为HCl；丁的单质既能与丙（Na）元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L，也能与Z（HCl）的水溶液反应生成盐N，丁为两性金属，则丁为Al元素，故L为NaAlO₂；丙、戊组成化合物M为NaCl，用石墨作阳极、铁作阴极，电解氯化钠水溶液，生成氢气、氯气与氢氧化钠，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠与次氯酸钠，

（1）Cl^-的结构示意图为：，故答案为：；
（2）H、N两元素形成的化合物中，既含有极性键又含有非极性键的物质为N₂H₄，其结构式为，负极反应氧化反应，N₂H₄在负极失去电子，碱性条件下生成氮气与水，负极电极反应式为N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+2H₂O，
故答案为：；N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+2H₂O；
（3）氯气与氨气反应生成的NH₄Cl和HCl的物质的量之比为2：4，则NH₃与Cl₂反应的化学方程式：4NH₃+3Cl₂═N₂+2NH₄Cl+4HCl，在反应中氨气做还原剂，氯气做氧化剂，被氧化的物质氨气只占反应掉的一半，被氧化的物质氨气与被还原的物质氯气物质的量之比=2：3，
故答案为：2：3；
（4）将少量的盐酸滴入过量NaAlO₂溶液中发生反应的离子方程式为AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，
故答案为：AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓；
（5）电解饱和氯化钠溶液，反应的方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，同时发生反应Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，故该电解池中发生反应的总反应方程式为：NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H₂↑，电解后得到NaClO溶液，显碱性，且具有强氧化性，滴入酚酞溶液中，观察到溶液变红后褪色，
故答案为：NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO+H₂↑；溶液变红后褪色．

点评 本题考查元素化合物的推断，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，题目涉及常用化学用语、电解原理，难度中等，推断元素化合物是关键，（5）为易错点、难点，学生容易考虑电解，忽略氯气与氢氧化钠反应．