题目内容

3．X、Y、Z、W为短周期元素且原子序数依次增大．X的一种气态氢化物m可用来焊接或切割金属，且该分子所有原子在一条直线上．Y2-的M能层的原子轨道为全空状态．Z的单质用作铝热反应的引燃剂． W与X形成的化合物是一种常见的有机溶剂n．A为第四周期元素，其基态原子含有6个未成对电子．
请回答下列问题：
（1）X在元素周期表中的位置是第二周期ⅣA族．
（2）A3+的外围电子排布式是3d3．
（3）X、Y、Z形成的晶胞结构示意图如右，则它的化学式是MgCO3．
（4）m分子中，X的原子轨道杂化类型是sp，n的分子构型是正四面体．
（5）气体m和含A2Y${\;}_{7}^{2-}$的酸性溶液，可通过惰性电极连接构成高能原电池，该电池的正极反应式是Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O．

分析 X、Y、Z、W为短周期元素且原子序数依次增大．X的一种气态氢化物m可用来焊接或切割金属，且该分子所有原子在一条直线上，则X为C元素，m为C2H2；Y2-的M能层的原子轨道为全空状态，Y原子核外电子数为2+8-2=6，故Y为O元素；Z的单质用作铝热反应的引燃剂，则Z为Mg． W与X形成的化合物是一种常见的有机溶剂n，则W为Cl，n为CCl4；A为第四周期元素，其基态原子含有6个未成对电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，故A为Cr，据此解答．

解答 解：X、Y、Z、W为短周期元素且原子序数依次增大．X的一种气态氢化物m可用来焊接或切割金属，且该分子所有原子在一条直线上，则X为C元素，m为C2H2；Y2-的M能层的原子轨道为全空状态，Y原子核外电子数为2+8-2=6，故Y为O元素；Z的单质用作铝热反应的引燃剂，则Z为Mg． W与X形成的化合物是一种常见的有机溶剂n，则W为Cl，n为CCl4；A为第四周期元素，其基态原子含有6个未成对电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，故A为Cr．
（1）X为C元素，在元素周期表中的位置是：第二周期ⅣA族，故答案为：第二周期ⅣA族；
（2）Cr原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，Cr3+的外围电子排布式是3d3，故答案为：3d3；
（3）晶胞中碳原子数目为8×$\frac{1}{8}$=1，氧原子数目为12×$\frac{1}{4}$=3，Mg原子数目为1，故该化合物化学式为MgCO3，故答案为：MgCO3；
（4）m为C2H2，结构简式为H-C≡C-H，分子中C的原子呈2个σ键，没有孤对电子，C原子采取sp杂化，n为CCl4，为正四面体结构，故答案为：sp；正四面体；
（5）气体C2H2和含Cr2O72-的酸性溶液，可通过惰性电极连接构成高能原电池，正极发生还原反应，Cr2O72-在正极获得电子，酸性条件下生成Cr3+与水，该电池的正极反应式是：Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O，故答案为：Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及元素化合物推断、核外电子排布、晶胞计算、杂化轨道、分析结构、电极反应式书写等，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

练习册系列答案
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13．亚硝酸（HN02）在工业上用于有机合成，既具有氧化性又具有还原性，而且氧化性比还原性突出得多．回答下列问题：
（1）亚硝酸是一种中强酸，写出其电离方程式HN02?H++N02-．
（2）HNO2及NaN02均可将溶液中的I-氧化为I2，这个反应可用于分析测定．
①HNO2中，N元素的化合价为+3．
②在酸性条件下，NaN02与KI按物质的量之比l：1恰好完全反应，含氮产物为NO（填化学式）．
③要得到稳定的HN02溶液，可以往冷的浓NaN02溶液中加入或通入某种物质，下列物质中不适合使用的是bde（填序号）．
a．磷酸   b．二氧化碳   c．稀硫酸   d．二氧化硫   e．次氯酸
（3）HNO2的工业制法是：将二氧化氮和一氧化氮的混合物溶解在接近零度的水中，即生成亚硝酸的水溶液．写出该反应的化学方程式：NO2+NO+H2O=2HNO2
（4）亚硝酸盐对人体健康的损害不亚于农药．可采用电解法除去．电解含Ce3+、NO2-的废水除去NO2-，其次是再生Ce4+，其原理如图所示．
①Ce4+从电解槽的a（填字母序号）口流出．
②写出阴极的电极反应式NO2-+2H++e-=NO↑+H2O．
14．下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的是（　　）
A．
可用来蒸发FeCl3 溶液获得纯FeCl3 固体
B．
可用向上排空气法收集CO2、NO 等气体
C．
可以实现在铁棒上镀上一层铜
D．
可以除去Cl2中混有的HCl
11．如图所示为原电池装置示意图．
（1）若A为Zn，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，则A电极为负极（填“正”或“负”），写出正极的电极反应式2H++2e-=H2↑；
（2）若A为Cu，B为Fe，电解质溶液为CuCl2溶液，则Cu片作为正极（填“正”或“负”），写出正极的电极反应式Cu2++2e-=Cu，若导线上有1mol电子通过时，理论上会消耗铁片28g．
（3）若A为Fe，B为石墨棒，电解质溶液为氯化钠溶液，用一根玻璃导管不断向溶液中鼓入空气，在电流从B流向A（填字母A或B），写出正极的电极反应式：O2+H2O+4e-=4OH-．
（4）若A、B均为金属铂（pt）片，电解质溶液为稀硫酸，分别从A、B两极通入H2和O2 ，该电池即为燃料电池，通入O2的一极为该电池的正极（填“正”或“负”），写出正极的电极反应式O2+4H++4e-=2H2O．
（5）若A为Mg，B为Al，电解质溶液为NaOH溶液，则A电极为正极（填“正”或“负”），写出负极电极反应式2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O，若将NaOH溶液换成稀硫酸，则此时A电极为负极（填“正”或“负”），电池总反应的离子方程式为Mg+2H+=Mg2++H2↑；
（6）若AB均为金属铂（Pt）片，电解质溶液为KOH溶液，分别从AB两极通入CH4和O2 ，该电池即为甲烷燃料电池，通入CH4的一极为该电池的负极（填“正”或“负”），写出该电极的电极反应式CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，电池总反应的离子方程式为CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O．
18．下列有关能量的叙述不正确的是（　　）
A．活化能的大小对化学反应前后的能量变化不产生影响
B．化学键的断裂和形成是物质在化学变化中发生能量变化的主要原因
C．盐酸和NaOH（aq）反应的中和热△H=-57.3kJ/mol，则H2SO4（aq）和Ca（OH）2（aq）反应的中和热△H=2×（-57.3）kJ/mol
D．CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，则反应2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）的反应热△H=+2 x283.0kJ/mol
8．有机物A、B、C、D的变化关系如图

已知：A具有香味的有机物，A水解生成具有相同碳原子的酸和醇，0.6g D物质可以配成0.2mol/L，D溶液50mL，D与氢氧化钠溶液反应可生成F
试写出：
（1）A的名称：乙酸乙酯
（2）B→C的化学方程式：2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{催化剂}$2CH3CHO+2H2O
（3）D的结构简式：CH3COOH
（4）比B少一个碳原子的同系物的结构简式：CH3OH．
15．一定量铜在某浓硝酸溶液中完全溶解，已知参加反应的30g HNO3中被还原的HNO3质量为13g，则生成的NO和NO2的体积比为（同温同压下测定）（　　）
A．1：1B．1：2C．2：11D．4：1
14．已知：
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（2）H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H2=-285.8kJ•mol-1
（3）CH3COOH（l）+2O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H3=-870.3kJ•mol-1
根据以上方程式可以计算出2C（s）+2H2（g）+O2（g）═CH3COOH（l）的反应热为（　　）
A．+244.1 kJ•mol-1B．-488.3 kJ•mol-1C．-996.6 kJ•mol-1D．+996.6 kJ•mol-1
15．下列热化学方程式中△H代表燃烧热的是（　　）
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C．CH4（g）+2O2（g）=2H2O（l）+CO（g）△H3D．2CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H4

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