Question

【题目】短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如右图所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛。

（1）X元素在元素周期表中的位置________________。

（2）X、Y、Z元素的氢化物均有两种或两种以上，其中一定条件下，液态YH3与液态H2Z可以发生类似方式电离，则液态YH3中阳离子的电子式为_________。

（3）超细WY粉末被应用于大规模集成电路领域。其制作原理为W2Z3、Y2、X在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1∶1；其反应的化学方程式为_______________。

（4）以W为材料制成的容器在空气中具有自我保护作用，这种容器_____（填“能”或“不能”）用来腌制咸菜，原因是____________________________。

（5）某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中Z2-可以在固体介质NASICON中自由移动。则负极的反应式_____________________________________。关于该电池的下列说法，正确的是_______

A．工作时电极b作正极，Z2- 通过固体介质NASICON由电极b流向电极a

B．工作时电流由电极a通过传感器流向电极b

C．传感器中通过的电流越大，尾气中XZ的含量越高

（6）由元素X与元素Z组成的某种阴离子具有还原性其对应的酸常存在于自然界中的植物中，能被酸性KMnO4氧化，请填写相应的离子，并给予配平：_________________

Answer 1

【答案】 第二（或2）周期ⅣA 族 Al2O3 + N2 + 3C 2AlN + 3CO 不能 氯离子会破坏铝表面氧化膜 CO + O2- ―2e-＝CO2 AC

【解析】试题分析：短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，根据元素的相对位置可知，W应该是第三周期元素，所以W一定是铝元素，则X、Y、Z分别是C、N、O。

（1）碳元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅣA 族。

（2）一定条件下，液态YH3与液态H2Z可以发生类似方式电离，则根据水的电离方程式H2O＋H2OH3O＋＋OH－可知，液态YH3的电离方程式为NH3＋NH3NH4＋＋NH2－，因此阴离子的电子式为。

（3）制作原理为W2Z3、Y2、X在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1∶1；则依据原子守恒可知，两种化合物应该是AlN和CO，所以其反应的化学方程式为Al2O3 + N2 + 3C2AlN + 3CO。

（4）由于咸菜中含有大量的氯离子，而氯离子会破坏铝表面氧化膜，所以该容器不能用来腌制咸菜。

（5）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，所以在该原电池中CO在负极通入发生氧化反应生成CO2，空气在正极通入氧气得到电子生成O2-，O2-由正极移向负极，所以负极电极反应式为CO + O2-―2e-＝CO2；A．工作时电极b作正极，Z2- 通过固体介质NASICON由电极b流向电极a，A正确；B．工作时电流由电极b通过传感器流向电极a，B不正确；C．传感器中通过的电流越大，消耗的CO越多，这说明尾气中XZ的含量越高，C正确，答案选AC。

（6）元素X与元素Z组成的某种阴离子具有还原性，能被酸性KMnO4氧化，该阴离子是C2O42－。反应中碳元素的化合价从+3价升高到+4价失去1个电子，而Mn元素的化合价从+7价降低到+2价得到5个电子，因此根据电子得失守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:5，则根据原子守恒可知，配平后的方程式为5C2O42－＋2MnO4－＋16H＋=10CO2＋2Mn2＋＋8H2O。