Question

12．A、B、X、Y和Z是原子序数依次递增的短周期元素，其中A与Y同主族，X与Z同主族，A与B和X均可形成10个电子的化合物；B与Z的最外层电子数之比为2：3，常见化合物Y₂X₂与水反应生成X的单质，其水溶液可使酚酞试液变红．请回答下列问题：
（1）Z的原子结构示意图为；化合物B₂A₄的电子式为．
（2）化合物Y₂X₂中含有的化学键类型有AC（填序号）．
A．离子键 B．极性共价键C．非极性键 D．氢键
（3）化合物A₂X和A₂Z中，沸点较高的是H₂O（填化学式），其主要原因是H₂O中存在氢键．
（4）A与X和A与Z均能形成18个电子的化合物，此两种化合物发生反应的化学方程式为：H₂O₂+H₂S═2H₂O+S↓．
（5）将Z与X形成的气态化合物ZX₂通入Ba（NO₃）₂溶液中，有白色沉淀和一氧化氮气体生成，发生反应的离子方程式为：3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO+4H⁺，由此可得出一氧化氮与ZX₂的还原性大小关系为NO＜SO₂．
（6）将Y₂X₂投入到Y₂Z的水溶液中可生成Z的单质，发生反应的离子方程式为：Na₂O₂+S^2-+2H₂O=S+2Na⁺+4OH^-，请标出此反应中电子转移的方向和数目．
（7）由BA₄、X₂、YXA溶液可以组成原电池，则组成该原电池的负极反应式为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．原电池工作一段时间后，整个溶液的pH将减小（填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

分析 A与B和A与X均可形成10个电子化合物，则A应为H元素，A与Y同主族，则Y为Na元素，常见化合物Y₂X₂与水反应生成X的单质，其溶液可使酚酞试液变红，则X为O元素，Y₂X₂为Na₂O₂，X与Z同主族，则Z为S元素，B与Z的最外层电子数之比为2：3，则B元素的最外层电子数为4，根据A、B、X、Y和Z是原子序数依次递增的短周期元素，B应为C元素，根据元素所在周期表中的位置，结合对应的化合物的结构和性质解答该题．

解答 解：A与B和A与X均可形成10个电子化合物，则A应为H元素，A与Y同主族，则Y为Na元素，常见化合物Y₂X₂与水反应生成X的单质，其溶液可使酚酞试液变红，则X为O元素，Y₂X₂为Na₂O₂，X与Z同主族，则Z为S元素，B与Z的最外层电子数之比为2：3，则B元素的最外层电子数为4，根据A、B、X、Y和Z是原子序数依次递增的短周期元素，B应为C元素，
（1）Z为S元素，核电核数为16，原子核外有3个电子层，最外层电子数为6，则原子结构示意图为，
化合物B₂A₄为C₂H₄，为共价化合物，电子式为，
故答案为：；；
（2）Y₂X₂为Na₂O₂，为离子化合物，化合物中含有过氧键，氧原子之间为非极性共价键，故答案为：AC；
（3）O原子半径较小，非金属性较强，H₂O存在氢键，沸点在同主族元素中形成的氢化物最高，故答案为：H₂O；H₂O中存在氢键；
（4）A与X和A与Z均能形成18个电子的化合物，这两种化合物分别为H₂O₂和H₂S，H₂O₂具有氧化性，H₂S具有还原性，二者发生氧化还原反应生成H₂O和S，
反应的方程式为H₂O₂+H₂S═2H₂O+S↓，故答案为：H₂O₂+H₂S═2H₂O+S↓；
（5）将Z与X形成的气态化合物SO₂通入Ba（NO₃）₂溶液中，有白色沉淀（硫酸钡）和一氧化氮气体生成，发生反应的离子方程式为3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO+4H⁺，该反应中S元素的化合价升高，由还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知，还原性为NO＜SO₂，
故答案为：3SO₂+3Ba²⁺+2NO₃^-+2H₂O=3BaSO₄↓+2NO+4H⁺；NO＜SO₂；
（6）Y₂X₂投入到Y₂Z的水溶液中可生成Z的单质，离子反应为Na₂O₂+S^2-+2H₂O=S+2Na⁺+4OH^-，该反应中S失去电子，过氧化钠中O得到电子，该反应转移2e^-，则电子转移的方向和数目为，故答案为：Na₂O₂+S^2-+2H₂O=S+2Na⁺+4OH^-；；
（7）由BA₄、X₂、YXA溶液可以组成甲烷燃料电池，甲烷为负极，负极反应为CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，总反应为CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，消耗碱，则原电池工作一段时间后，整个溶液的pH将减小，故答案为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；减小．

点评 本题考查元素位置结构性质的关系及应用，为高频考点，侧重于物质的结构和性质及元素化合物知识、化学反应原理的综合考查，学习中注重相关基础知识的积累，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力，题目难度中等．