Question

X、Y、Z和W为原子序数依次增大的短周期元素，X是空气中含量最高的元素，Y 和Z同主族，Z和W的气态氢化物具有相同的电子数，Y的单质只有氧化性．
（1）写出Z的气态氢化物的结构式    ，与W同周期惰性气体元素的原子结构示意图    ．
（2）写出用惰性电极电解Cu（XY₃）₂溶液的离子反应方程式    ．
（3）某小组设计如图1所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），分别研究ZY₂和W₂的性质．

①分别通入ZY₂和W₂，在装置A中观察到的现象是否相同（填“相同”或“不相同”）    ；
②若装置B中装有5.0mL 1.0×10^-3mol/L的碘水，当通入足量W₂完全反应后，转移的电子为5.0×10^-5mol，则该反应的化学方程式为    ．
（4）某同学将足量的ZY₂通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，向该试管中加入过量（填字母）    ，可以看到白色沉淀生成，其原因为：    （写出其中一种即可）．
A．氨水        B．稀盐酸      C．稀硝酸       D．氯化钙
（5）图2是1molXO₂和1molCO反应生成CO₂和XO过程中能量变化示意图，请写出XO₂和CO反应的热化学方程式    ．
（6）盐酸肼（X₂H₆Cl₂）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与XH₄Cl类似．
写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式    ．

Answer 1

【答案】分析：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的短周期元素，X是空气中含量最高的元素，故X为氮元素；Y 和Z同主族，Z和W的气态氢化物具有相同的电子数，Y的单质只有氧化性，故Y为氧元素，Z为硫元素．W为氯元素．
（1）硫化氢分子中氢原子与硫原子之间形成1对共用电子对；Ar原子核外有18个电子，有3个电子层，最外层电子数为8；
（2）阳离子Cu²⁺放电，阴离子为水电离的OH^-放电生成氧气；
（3）①二氧化硫与品红化合物无色物质，氯气与水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，将品红氧化为无色物质；
②令碘元素在氧化产物中的化合价为a，则根据电子转移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得a=+5，所以碘单质被氧化为HIO₃，据此书写方程式；
（4）当加入氨水时，使该溶液变为碱性，产生BaSO₃白色沉淀（或当加入HNO₃时，使溶液中H₂SO₃氧化成H₂SO₄，产生BaSO₄白色沉淀）；      
（5）由图2可知1molNO₂和1molCO反应生成CO₂和NO放出能量234kJ，据此书写热化学反应方程式；
（6）结构铵根离子的水解书写．
解答：解：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的短周期元素，X是空气中含量最高的元素，故X为氮元素；Y 和Z同主族，Z和W的气态氢化物具有相同的电子数，Y的单质只有氧化性，故Y为氧元素，Z为硫元素．W为氯元素．
（1）Z为硫元素，Z的气态氢化物为硫化氢，分子中氢原子与硫原子之间形成1对共用电子对，结构式为H-S-H；W为氯元素
，与W同周期惰性气体元素是Ar，Ar原子核外有18个电子，有3个电子层，最外层电子数为8，Ar原子结构示意图为，故答案为：H-S-H；；
（2）用惰性电极电解Cu（NO₃）₂溶液，阳离子Cu²⁺放电，阴离子水电离的OH^-放电生成氧气，离子反应方程式为2Cu²⁺+2H₂O2Cu+4H⁺+O₂↑，故答案为：2Cu²⁺+2H₂O2Cu+4H⁺+O₂↑；
（3）①二氧化硫与氯气都可以是品红溶液褪色，在装置A中观察到的现象是相同，故答案为：相同；
②若装置B中装有5.0mL 1.0×10^-3mol/L的碘水，当通入足量Cl₂完全反应后，转移的电子为5.0×10^-5mol，令碘元素在氧化产物中的化合价为a，则根据电子转移守恒有5.0×10^-3L×1.0×10^-3mol/L×2×a=5.0×10^-5mol，解得a=+5，所以碘单质被氧化为HIO₃，则该反应的化学方程式为5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl，
故答案为：5Cl₂+I₂+6H₂O=2HIO₃+10HCl；
（4）当加入氨水时，使该溶液变为碱性，产生BaSO₃白色沉淀（或当加入HNO₃时，使溶液中H₂SO₃氧化成H₂SO₄，产生BaSO₄白色沉淀），
故答案为：AC；当加入氨水时，使该溶液变为碱性，产生BaSO₃白色沉淀（或当加入HNO₃时，使溶液中H₂SO₃氧化成H₂SO₄，产生BaSO₄白色沉淀）；
（5）由图2可知1molNO₂和1molCO反应生成CO₂和NO放出能量234kJ，反应的热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）═CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）═CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol^-1；
（6）盐酸肼（N₂H₆Cl₂）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH₄Cl类似．
盐酸肼第一步水解反应的离子方程式为N₂H₆²⁺+H₂O?[N₂H₅?H₂O]⁺+H⁺，
故答案为：N₂H₆²⁺+H₂O?[N₂H₅?H₂O]⁺+H⁺．
点评：本题考查物质推断、结构性质位置关系、氧化还原反应、原电池、热化学方程式、水解等，难度中等，推断元素是关键，对基础知识掌握全面，注意（6）中为信息题，结合铵根离子的水解书写．