Question

A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大．其中A、D元素同主族，B、C元素同周期；由A、B、C、D中的两种元素可形成原子个数比为1：1的多种化合物，甲、乙、丙、丁为其中的四种，它们的元素组成如下表所示：

化合物	甲	乙	丙	丁
组成元素	B．C	A．C	A．D	C．D

常温下，甲物质为气体，密度略小于空气；乙物质为液体；丙物质和丁物质为固体且都为离子化合物．请填写下列空白：
（1）D元素形成的简单离子的结构示意图为

 

，丙物质的化学式为

 

，丁物质中阴离子与阳离子的个数之比为

 

．
（2）若标准状况下5.6L甲物质完全燃烧放出的热量为QKJ，试写出表示甲物质燃烧热的热化学方程式

 

．
（3）研究表明乙物质具有弱酸性，则乙物质在水中的电离方程式为

 

．
（4）B、C两种元素按原子个数比为1：2可形成化合物戊，A、C、D三种元素按原子个数比为1：1：1可形成化合物己，则戊与己按物质的量3：4反应后溶液中溶质为

 

．
（5）某同学设计了一个以结构简式是BA₃-CA物质为燃料的电池，并用该电池电解200mL一定浓度NaCl与CuSO₄混合溶液，其装置如图1：
①写出ⅰ中通入该物质这一极的电极反应式

 

．
②理论上ⅱ中两极所得气体的体积随时间变化的关系如坐标图2所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t₁后，石墨电极上的电极反应式

 

；在t₂时所得溶液的H⁺浓度约为

 

．

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：基本概念与基本理论

分析：A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大．A、D元素同主族，二者形成原子个数1：1型离子化合物，含有金属元素，非金属元素，为ⅠA族元素，D的原子序数至少比A大3，可推知A为H、D为Na，丙为NaH；结合原子序数可知，B、C处于第二周期，A、C形成原子个数1：1的化合物乙为液态，乙应为H₂O₂，则C为O元素；C、D形成原子个数1：1的离子化合物丁为Na₂O₂，B、C形成原子个数1：1的化合物甲为气体，密度略小于空气，甲应为CO，则B为C元素，据此解答．

解答： 解：A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大．A、D元素同主族，二者形成原子个数1：1型离子化合物，含有金属元素，非金属元素，为ⅠA族元素，D的原子序数至少比A大3，可推知A为H、D为Na，丙为NaH；结合原子序数可知，B、C处于第二周期，A、C形成原子个数1：1的化合物乙为液态，乙应为H₂O₂，则C为O元素；C、D形成原子个数1：1的离子化合物丁为Na₂O₂，B、C形成原子个数1：1的化合物甲为气体，密度略小于空气，甲应为CO，则B为C元素，
（1）D为Na元素，，由上述分析可知，丙为NaH，丁为Na₂O₂，由过氧根离子与钠离子构成，阴离子与阳离子的个数比为1：2；
故答案为：；NaH；1：2；
（2）标准状况下5.6L CO完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量为QkJ，1molO完全燃烧放出的热量=QkJ×

1mol×22.4L/mol

5.6L

=4QkJ，则CO燃烧热的热化学方程式为：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂ （g）△H=-4Q kJ/mol，
故答案为：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂ （g）△H=-4Q kJ/mol；
（3）研究表明H₂O₂物质具有弱酸性，则H₂O₂物质在水中的电离方程式为：H₂O₂?H⁺+HO₂^-，
故答案为：H₂O₂?H⁺+HO₂^-；
（4）B、C两种元素按原子个数比为1：2可形成化合物戊为CO₂，A、C、D三种元素按原子个数比为1：1：1可形成化合物己为NaOH，如果CO₂和NaOH按物质的量之比为1：2完全反应生成Na₂CO₃，如果CO₂和NaOH按物质的量之比为1：1完全反应生成NaHCO₃，现在CO₂和NaOH按物质的量之比为3：4完全反应则生成溶液中含溶质为Na₂CO₃、NaHCO₃，故答案为：Na₂CO₃、NaHCO₃；
（5）某同学设计以CH₃OH物质为燃料的电池，并用该电池电解200mL一定浓度NaCl与CuSO₄混合溶液，
①ⅰ中通入甲醇一极为负极，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
②Fe为阴极，石墨为阳极，开始阳极生成的气体为氯气，阴极为铜离子放电生成Cu，氯离子放电完毕，水放电生成氧气，当溶液中铜离子放电完毕，实质为电解水，阴极是氢离子放电生成氢气，在0～t₁阶段为电解氯化铜溶液，在t₁～t₂阶段为电解硫酸铜溶液，
故在t₁后，石墨电极上的电极反应式为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O （或2 H₂O-4e^-=O₂↑+4 H⁺）；
在t₂时溶液中铜离子恰好放电完毕，t₁～t₂阶段生成氧气为336mL-224mL=112mL，其物质的量为

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，由2 H₂O-4e^-=O₂↑+4 H⁺可知，n（H⁺）=4n（O₂）=0.005mol×4=0.02mol，则c（H⁺）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，
故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O （或2 H₂O-4e^-=O₂↑+4 H⁺）；0.1mol/L．

点评：本题比较综合，涉及元素化合物推断、热化学方程式书写、原电池与电解原理、化学计算等，推断元素及物质是解题关键，需要学生熟练掌握基础知识，难度中等．