Question

19．现有A、B、C、D、E五种短周期元素，已知：①元素的原子序数按A、B、C、D、E依次增大，原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小；②A、D同主族，A是所有元素中原子半径最小的元素；③通常状况下，A₂、B₂、C₂三种单质均为常见无色气体；④B、D、E三者的最高价氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，且所得盐中均含C元素．请填写下列空白：
（1）BA₃的电子式
（2）将A₂、C₂按图所示通入某燃料电池中，其中，b电极为正极（填“正”或“负”），电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
（3）E单质与乙的溶液反应生成物质丁和A₂气体，写出反应的离子方程式2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑
（4）用石墨作电极，电解上述丁的水溶液500mL，两极产生气泡．持续电解一段时间后停止通电，在整个过程中阳极附近的溶液还可观察到的现象是有白色沉淀产生，又逐渐溶解：解释此现象的离子方程式是AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓\Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O当电路中通过amol电子时，阴、阳两极共产生气体16.8aL（标准状况）．

Answer 1

分析 现有A、B、C、D、E五种短周期元素，A是所有元素中原子半径最小的元素，则A为H元素；A、D同主族，原子序数形成大于2，故D为Na；通常状况下，A₂、B₂、C₂三种单质均为常见无色气体，C的原子序数大于B，故B为N元素、C为O元素；B、D、E三者的最高价氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，应是氢氧化铝、强酸、强碱之间的反应，故E为Al元素，据此解答．

解答 解：现有A、B、C、D、E五种短周期元素，A是所有元素中原子半径最小的元素，则A为H元素；A、D同主族，原子序数形成大于2，故D为Na；通常状况下，A₂、B₂、C₂三种单质均为常见无色气体，C的原子序数大于B，故B为N元素、C为O元素；B、D、E三者的最高价氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，应是氢氧化铝、强酸、强碱之间的反应，故E为Al元素．
（1）BA₃为NH₃，电子式为：，故答案为：；
（2）将H₂、O₂按图所示通入某燃料电池中，氧气发生还原反应，故b电极为正极，电极反应式为 O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案为：正；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（3）Al与NaOH的溶液反应生成物质丁和H₂气体，反应的离子方程式为：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）用石墨作电极，电解上述NaAlO₂的水溶液500mL，两极产生气泡，阳极是氢氧根离子放电生成氧气，阴极是氢离子放电生成氢气，阳极还会发生反应：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，持续电解一段时间后停止通电，在整个过程中阳极附近的溶液还可观察到的现象是：有白色沉淀产生，又逐渐溶解，发生总反应为：2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，当电路中通过amol电子时，阴、阳两极共产生气体为3mol×$\frac{amol}{4mol}$=0.75amol，体积为0.75amol×22.4L/mol=16.8a L，
故答案为：有白色沉淀产生，又逐渐溶解；AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；16.8a．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，侧重对化学用语及原电池、电解池的考查，难度中等．