Question

2．短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置如图所示，B、D最外层电子数之和为12，二者可形成DB₂、DB₃两种分子，DB₂具有漂白性．

	A	B
C		D

回答下列问题：
（1）A位于元素周期表二周期，VA族，其氢化物的分子式是NH₃．
（2）下列叙述中，正确的是a（填字母）．
a．稳定性：A的氢化物＞C的氢化物       b．还原性：B^2-＞D^2-
c．酸性：H₄CO₄＞H₂DO₄                  d．最高化合价值：D=B＞A＞C
（3）DB₂通过下列工艺流程可制化工业原料H₂DB₄和清洁能源H₂．

①原电池中DB₂参与反应的电极为负极，写出电极反应式SO₂+2H₂O-2e-=4H⁺+SO₄^2-；若有5mol DB₂参加反应（假若反应物无损耗），则生成标准状况下112L H₂．
②为检验分离器的分离效果，取分离后的H₂DB₄溶液于试管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反应，若观察到无淡黄色沉淀产生，最终生成白色沉淀，证明分离效果较好．
③将该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂．

Answer 1

分析 由短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置可知，A、B处于第二周期，C、D处于第三周期，B、D同种主族，B、D最外层电子数之和为12，故最外层电子数为6，故B为O元素，D为S元素，二者可以形成SO₂、SO₃两种分子，且SO₂具有漂白性，由位置关系可知，A为N元素，C为Si元素．
（1）主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数，A为N元素，其氢化物为NH₃；
（2）a．非金属性越强，氢化物越稳定；
b．非金属性越强，阴离子的还原性越弱；
C．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强；
d．氧元素一般没有正化合价；
（3）由工艺流程图可知，原电池原理为SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，分离出硫酸，再电解：2HBr$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Br₂，获得氢气，电解得到的溴循环利用．
①在原电池中，负极发生氧化反应，SO₂在负极放电生成H₂SO₄；根据SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr、2HBr$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Br₂计算生成氢气体积；
②分离完全，硫酸中不含HBr，加入AgNO₃溶液，根据沉淀颜色判断；
③原电池中电池总反应为SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，电解池中总反应为2HBr=H₂+Br₂，两式相加可得该工艺流程用总反应的化学方程式．

解答 解：由短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置可知，A、B处于第二周期，C、D处于第三周期，B、D同种主族，B、D最外层电子数之和为12，故最外层电子数为6，故B为O元素，D为S元素，二者可以形成SO₂、SO₃两种分子，且SO₂具有漂白性，由位置关系可知，A为N元素，C为Si元素，
（1）A为N元素，处于第二周期VA族，其氢化物为NH₃，故答案为：二、VA；NH₃；
（2）a．非金属性N＞Si，故氢化物稳定性NH₃＞SiH₄，故a正确；
b．非金属性O＞S，非金属性越强，阴离子的还原性越弱，故还原性O^2-＜S^2-，故b错误；
C．非金属性S＞Si，故酸性：H₄SiO₄＜H₂SO₄，故c错误；
d．氧元素一般没有正化合价，故d错误；
故答案为：a；
（3）由工艺流程图可知，原电池原理为SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，分离出硫酸，再电解：2HBr$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Br₂，获得氢气，电解得到的溴循环利用．
①在原电池中，负极发生氧化反应，SO₂在负极放电生成H₂SO₄，电极反应式为SO₂+2H₂O-2e-=4H⁺+SO₄^2-，根据SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr、2HBr$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Br₂可得关系式：SO₂～H₂，若有5mol SO₂参加反应（假若反应物无损耗），则生成标准状况下H₂体积为5mol×22.4L/mol=112L，
故答案为：负极；SO₂+2H₂O-2e-=4H⁺+SO₄^2-；112；
②分离后的H₂SO₄溶液于试管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反应，若观察到无淡黄色沉淀产生，最终生成白色沉淀，说明分离效果较好，故答案为：无淡黄色沉淀产生，最终生成白色沉淀；
③原电池中电池总反应为SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄+2HBr，电解池中总反应为2HBr=H₂+Br₂，故该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂，
故答案为：SO₂+2H₂O=H₂SO₄+H₂．

点评 本题综合较大，涉及结构性质位置关系、元素周期律、化学工艺流程、原电池及电解原理等，侧重于学生的分析能力的考查，是对知识的综合考查，注意基础知识的全面掌握．