Question

A、B、C、D、E、F均为短周期元素，其原子序数依次增大．已知：A的最外层电子数等于其电子层数；B的最外层电子数是次外层电子数的两倍；D是地壳中含量最高的元素；D和F、A和E分别同主族；E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素．根据以上信息回答下列问题：
（1）B与D形成化合物BD₂的结构式为

 

，B元素形成的同素异形体的晶体类型可能是

 

．
（2）A、C、D三元素能形成一种强酸甲，写出单质B与甲的浓溶液反应的化学反应方程式

 

． FB₂气体通入BaCl₂和甲的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体CD，有关反应的离子方程式为

 

．
（3）均由A、D、E、F四种元素组成的两种盐，其相对分子质量相差16，写出它们在溶液中相互作用的离子方程式为

 

；由B、D、E组成的盐溶于水后溶液显碱性，其原因是（用离子方程式表示）

 

．
（4）C₂A₄─空气燃料电池是一种碱性燃料电池．电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．则燃料电池放电时：正极的电极反应式是

 

；负极的电极反应式为

 

．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E、F均为短周期元素，其原子序数依次增大．B的最外层电子数是次外层电子数的两倍，则B有2个电子层，最外层有4个电子，则B为碳元素；D是地壳中含量最高的元素，则D为氧元素；D和F同主族，则F为硫元素；C元素介于氧元素与碳元素之间，则C为氮元素；E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素，则E为钠元素；A和E同主族，A的最外层电子数等于其电子层数，则A为氢元素，据此解答．

解答：解：A、B、C、D、E、F均为短周期元素，其原子序数依次增大．B的最外层电子数是次外层电子数的两倍，则B有2个电子层，最外层有4个电子，则B为碳元素；D是地壳中含量最高的元素，则D为氧元素；D和F同主族，则F为硫元素；C元素介于氧元素与碳元素之间，则C为氮元素；E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素，则E为钠元素；A和E同主族，A的最外层电子数等于其电子层数，则A为氢元素，
（1）B与D形成化合物BD₂为CO₂，结构式为O=C=O，碳元素形成的同素异形体的晶体类型可能是原子晶体、分子晶体，故答案为：O=C=O；原子晶体、分子晶体；
（2）H、N、O三元素能形成一种强酸甲为HNO₃，单质碳与浓硝酸反应的化学反应方程式为：C+4HNO₃（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
 SC₂气体通入BaCl₂和硝酸的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体NO，该白色沉淀为硫酸钡，反应的离子方程式为3SO₂+2NO₃^-+3Ba²⁺+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺，
故答案为：C+4HNO₃（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；3SO₂+2NO₃^-+3Ba²⁺+2H₂O═3BaSO₄↓+2NO↑+4H⁺；
（3）均由A、D、E、F四种元素组成的两种盐，其相对分子质量相差16，则该两种盐为NaHSO₄、NaHSO₃，二者反应的离子方程式为H⁺+HSO₃^-═SO₂↑+H₂O，由B、D、E组成的盐为 Na₂CO₃，碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根水解 CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，使溶液呈碱性，
故答案为：H⁺+HSO₃^-═SO₂↑+H₂O； CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（4）C₂A₄是N₂H₄，N₂H₄─空气燃料电池是一种碱性燃料电池．电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．原电池正极发生还原反应，氧气在正极放电碱性条件下生成氢氧根离子，正极的电极反应式是O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，N₂H₄在负极放电生成氮气与水，负极电极反应式为：N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-═4H₂O+N₂↑．

点评：本题考查结构与位置关系、原电池、元素化合物性质等，难度中等，推断元素是关键，是对所学知识的综合运用与学生能力考查，注意基础知识的掌握．