Question

18．W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置如图1所示，其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1：1和1：2的化合物．
请回答下列问题．
（1）H₂Y₂的电子式为，Z在周期表中的位置第三周期ⅦA族．
（2）在如图2中，b的pH约为7，且含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，a为H₂Y₂的水溶液，旋开分液漏斗旋钮，观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成．当消耗2molI^-时，共转移3mol电子，该反应的离子方程式是2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃↓+2I₂．
（3）已知：298K时，金属钠与Y₂气体反应，若生成1molNa₂Y固体时，放出热量414kJ；若生成1molNa₂Y₂固体时，放出热量511kJ．则由Na₂Y固体与Y₂气体反应生成Na₂Y₂固体的热化学方程式为Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol．
（4）有人设想利用原电池原理以气体Z₂和氢气制备一种重要的化工原料，同时获取电能．假设这种想法可行，用石墨作电极材料，用稀盐酸作电解溶液，则通入Z₂的电极为原电池的正极，其电极反应式为Cl₂+2e^-=2Cl^-．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z四种短周期元素，由元素在元素周期表中的位置，可知W、Y处于第二周期，X、Z处于第三周期，其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数l：1和1：2的化合物，则Y为O元素，可推知W为C元素、X为P、Z为Cl．
（1）H₂O₂分子中O原子之间形成1对共用电子对、H原子与O原子之间形成1对共用电子对；主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数；
（2）在图2中，将H₂O₂的水溶液滴入含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成，说明反应生成氢氧化铁与碘单质．当消耗2molI^-时，共转移3mol电子，则参加反应的Fe²⁺物质的量为$\frac{3mol-2mol}{3-2}$=1mol，参加反应H₂O₂的物质的量=$\frac{3mol}{2×[（-1）-（-2）]}$=1.5mol，故Fe²⁺、H₂O₂、I^-的化学计量数之比=2：3：4，据此书写；
（3）由题意可知：①2Na（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O（s）△H=-414kJ/mol
②2Na（s）+O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-511kJ/mol
根据盖斯定律，②-①得Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）；
（4）氯气获得电子生成Cl^-，发生还原反应，应在原电池正极通入．

解答 解：W、X、Y、Z四种短周期元素，由元素在元素周期表中的位置，可知W、Y处于第二周期，X、Z处于第三周期，其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数l：1和1：2的化合物，则Y为O元素，可推知W为C元素、X为P、Z为Cl．
（1）H₂O₂分子中O原子之间形成1对共用电子对、H原子与O原子之间形成1对共用电子对，其电子式为；Z为Cl元素，处于第三周期ⅦA族，
故答案为：；第三周期ⅦA族；
（2）在图2中，将H₂O₂的水溶液滴入含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成，说明反应生成氢氧化铁与碘单质．当消耗2molI^-时，共转移3mol电子，则参加反应的Fe²⁺物质的量为$\frac{3mol-2mol}{3-2}$=1mol，参加反应H₂O₂的物质的量=$\frac{3mol}{2×[（-1）-（-2）]}$=1.5mol，故Fe²⁺、H₂O₂、I^-的化学计量数之比=2：3：4，该反应离子方程式为：2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃↓+2I₂，
故答案为：2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃↓+2I₂；
（3）根据题意可知：①2Na（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O（s）△H=-414kJ/mol
②2Na（s）+O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-511kJ/mol
根据盖斯定律，②-①得Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol，
故答案为：Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol；
（4）氯气获得电子生成Cl^-，发生还原反应，应在原电池正极通入，电极反应式为：Cl₂+2e^-=2Cl^-，
故答案为：正；Cl₂+2e^-=2Cl^-．

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，（3）中离子方程式书写注意根据电子转移计算确定化学计量数．