Question

A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A与C，B与D分别是同主族元素；已知B、D二元素原子核中质子数之和是A、C二元素原子核中质子数之和的2倍；四种元素形成的单质中有两种是气体，两种是固体．请回答以下问题：
（1）写出由A、B两元素形成的原子个数比为1：1的化合物的化学式

H₂O₂

，此化合物能使酸性KMnO₄溶液退色，体现该化合物具有

还原性

性．
（2）D元素在元素周期表中的位置

第三周期第ⅥA族

，B和C两元素形成的原子个数比为1：1的化合物中含有的化学键的类型为

离子键、共价键

．
（3）A、B、C、D四种原子半径由大到小为

Na＞S＞O＞H

（填元素符号）；四种离子半径由大到小为

S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺

（填离子符号）．
（4）写出由A、B两元素形成的原子个数比为2：1的化合物与B、C两元素形成的原子个数比为1：1的化合物反应的离子方程式

2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑

．
（5）两种物质均由A、B、C、D四种元素组成，写出它们在水溶液中反应的离子方程式

HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O

．
（6）用A元素的单质与B元素的单质可制成新型的化学电源，已在宇宙飞船中使用．其构造如图所示．两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电．则a是

负

极，电极反应式为

4H₂-4e^-=4H⁺

，b是

正

极，电极反应式为

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．

Answer 1

分析：A、B、C、D原子序数依次增大短周期元素，A、C及B、D分别是同一主族元素，确定B、D分别位于二、三周期；由于B、D两元素的原子核中质子数之和是A、C两元素原子核中质子数之和的两倍，确定A、C分别位于一、三周期，所以A为氢、C为钠、B为氧、D为硫．

解答：解：A、B、C、D原子序数依次增大短周期元素，A、C及B、D分别是同一主族元素，确定B、D分别位于二、三周期；由于B、D两元素的原子核中质子数之和是A、C两元素原子核中质子数之和的两倍，确定A、C分别位于一、三周期，所以A为氢、C为钠、B为氧、D为硫．
（1）由A、B两元素形成的原子个数比为1：1的化合物为H₂O₂，H₂O₂能使酸性KMnO₄溶液退色，H₂O₂被酸性KMnO₄溶液氧化，体现酸性H₂O₂的还原性．
故答案为：H₂O₂；还原性．
（2）D为硫，处于周期表中第三周期第ⅥA族；B和C两元素形成的原子个数比为1：1的化合物为Na₂O₂，由钠离子与过氧根离子构成，钠离子与过氧根离子之间形成离子键，过氧根离子中氧原子之间形成共价键．
故答案为：第三周期第ⅥA族；离子键、共价键．
（3）同周期自左而右原子半径减小，电子层越大原子半径越大，所以原子半径Na＞S＞O＞H；最外层电子数相同，电子层越多离子半径越大，电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，H⁺半径最小，所以S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺．
故答案为：Na＞S＞O＞H；S^2-＞O^2-＞Na⁺＞H⁺．
（4）由A、B两元素形成的原子个数比为2：1的化合物为H₂O，由B、C两元素形成的原子个数比为1：1的化合物为Na₂O₂，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，反应的离子方程式为2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
（5）两种均含A，B，C，D四种元素的化合物相互间发生反应，且生成气体，为亚硫酸氢钠与硫酸氢钠反应，生成二氧化硫与水，反应离子方程式为HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O．
故答案为：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O．
（6）氢氧碱性燃料电池，负极发生氧化反应，氢气在负极放电，a为负极，电极反应式为4H₂-4e^-=4H⁺，正极发生还原反应，氧气在正极放电，b为正极，电极反应式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
故答案为：负，4H₂-4e^-=4H⁺；正，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评：考查学生利用原子的结构来推断元素、常用化学用语、原电池等，难度较大，注意本题中利用A、C与B、D可能存在情况来分析是推断难点．