Question

(11分)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、D元素同主族，B、C元素同周期；由A、B、C、D中的两种元素可形成原子个数比为1:1的多种化合物，甲、乙、丙、丁为其中的四种，它们的元素组成如下表所示：

常温下，甲物质为气体，密度略小于空气；乙物质为液体；丙物质和丁物质为固体且都为离子化合物。请填写下列空白：
（1）丙物质的电子式为        ，丁物质中阴离子与阳离子的个数之比为            。
（2）若标准状况下5.6L甲物质完全燃烧放出的热量为QKJ，试写出表示甲物质燃烧热的热化学方程式                                 。
（3）B、C两种元素按原子个数比为1：2可形成化合物戊，A、C、D三种元素按原子个数比为1：1：1可形成化合物己，则己与戊按物质的量之比为3:2完全反应后的溶液中各离子浓度的大小关系为                               。
（4）某同学设计了一个以结构简式是BA₃－CA物质为燃料的电池，并用该电池电解200mL一定浓度NaCl与CuSO₄混合溶液，其装置如下图：
     
①写出ⅰ中通入该物质这一极的电极反应式                        。
②理论上ⅱ中两极所得气体的体积随时间变化的关系如坐标图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t₁后，石墨电极上的电极反应式                         ；在t₂时所得溶液的pH约为        。

Answer 1

（1）  Na⁺[:H]^-       1:2       (各1分)
（2） CO(g)+1/2O₂(g)= CO₂ (g) ；△H=-4akJ/mol(2分)
（3）c(Na⁺)＞c(HCO₃^-)＞c(CO₃^2-)＞c(OH^-)＞c(H⁺)                 (2分)
（4）① CH₃OH - 6e^－+ 8OH^－ = CO₃^2－+ 6H₂O                 （2分）
② 4OH^－ - 4e^－ = O₂↑+ 2H₂O (或2 H₂O - 4e^－ = O₂↑+4 H^+-）       （2分）   
1 （合理答案均可）                                    （1分）；

试题分析：（1）由题意可推断出，ABCD四种元素分别是H、C、O、Na，故丙物质为NaH，氢为－１价，电子式为 Na⁺[:H]^-；丁物质为Na₂O₂，阴离子为O₂^2－，故阴阳离子个数比为1:2 ；
（2）甲物质为CO，标准状况下5.6L即0.25molCO完全完全燃烧放出的热量为QKJ，故热化学方程式为CO(g)+1/2O₂(g)= CO₂ (g) ；△H=-4QkJ/mol；
（3）戊物质为CO₂，己物质为NaOH，己与戊按物质的量之比为3:2完全反应，主要产物为NaHCO₃，碱过量，溶液显碱性，故反应后各离子浓度的大小关系为c(Na⁺)＞c(HCO₃^-)＞c(CO₃^2-)＞c(OH^-)＞c(H⁺) ；
（4） 
该燃料电池，i为电解池，ii为原电池，通入甲醇的电极反应式为CH₃OH - 6e^－+ 8OH^－ = CO₃^2－+ 6H₂O，在t₁后，石墨电极上的电极反应式4OH^－ - 4e^－ = O₂↑+ 2H₂O (或2 H₂O - 4e^－ = O₂↑+4 H^+-）；在t₂时所得溶液的pH约为1，可通过简单计算获得。
点评：本题涉及的范围较广，学生需要全面掌握各个知识点的联系，难度较大的是燃料电池部分，还涉及到有关计算，考查学生严谨、仔细的态度。