Question

A、B、C、D、E五种短周期元素，已知：
①原子半径递增顺序为：A、D、C、B、E
②短周期（除稀有气体元素外）所有元素中A的原子半径与E的原子半径之比为最小
③B、C、D三种元素电子层相同，三者原子序数之和为21，且D原子次外层电子数为最外层电子数

1

3

；
请回答下列问题：
（1）写出E单质在D单质中燃烧产物的电子式：

 

（2）C₂A₄?H₂O与NH₃?H₂O相似，水溶液也呈弱碱性，用化学用语表示其水溶液呈弱碱性的原因：

 

；
（3）B、D、E三元素可组成常见化合物X，A、B、D、E可组成常见化合物Y，X、Y均是生活中常见的化学试剂，它们在一定条件下可互相转化．当a mol Y转化成a mol X时：（溶液中进行）
①若加入a mol 纯净物Z就可实现转化，则加入Z为：

 

（填一种Z物质名称）
②若加入0.5a mol 纯净物Z就可实现转化，则加入Z为：

 

（填一种Z物质化学式）
（4）C₂A₄可用作高能燃料电池的燃料，惰性材料作电极，KOH作电解质溶液构成原电池，写出负极的电极方程式：

 

；
用该电池电解含0.25mol CuSO₄和0.5mol NaCl混合溶液，当电池消耗10.4g C₂A₄时，则两电极生成的气体共

 

mol．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E五种短周期元素，已知：原子半径递增顺序为：A、D、C、B、E．短周期（除稀有气体元素外）所有元素中A的原子半径与E的原子半径之比为最小，则A为H元素、E为Na元素；B、C、D三种元素电子层相同，三者原子序数之和为21，平均原子序数为7，故都处于第二周期，D原子次外层电子数为最外层电子数

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3

，则最外层电子数为6，故D为O元素，则B、C原子序数之和为21-8=13，原子半径B＞C，则B为碳元素、C为N元素，据此解答．

解答：解：A、B、C、D、E五种短周期元素，已知：原子半径递增顺序为：A、D、C、B、E．短周期（除稀有气体元素外）所有元素中A的原子半径与E的原子半径之比为最小，则A为H元素、E为Na元素；B、C、D三种元素电子层相同，三者原子序数之和为21，平均原子序数为7，故都处于第二周期，D原子次外层电子数为最外层电子数

1

3

，则最外层电子数为6，故D为O元素，则B、C原子序数之和为21-8=13，原子半径B＞C，则B为碳元素、C为N元素，
（1）Na单质在氧气中燃烧生成Na₂O₂，其电子式为：，
故答案为：；
（2）N₂H₄?H₂O与NH₃?H₂O相似，在溶液中发生电离N₂H₄?H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，其水溶液呈弱碱性，
故答案为：N₂H₄?H₂O?N₂H₅⁺+OH^-；
（3）C、O、Na三元素可组成常见化合物X，H、C、O、Na可组成常见化合物Y，X、Y均是生活中常见的化学试剂，则X为Na₂CO₃，Y为NaHCO₃，它们在一定条件下可互相转化．当a molNaHCO₃转化成a mol Na₂CO₃时（溶液中进行）：
①若加入a mol 纯净物Z就可实现转化，则Z溶于是呈碱性，根据钠离子守恒可知，且1molZ中含有1molNa⁺，则加入Z为NaOH等，
故答案为：氢氧化钠；
②若加入0.5a mol 纯净物Z就可实现转化，则Z溶于是呈碱性，根据钠离子守恒可知，且1molZ中含有2molNa⁺，则加入Z为Na₂O等，
故答案为：Na₂O；
（4）N₂H₄可用作高能燃料电池的燃料，惰性材料作电极，KOH作电解质溶液构成原电池，N₂H₄失去电子发生氧化反应生成氮气与水，故负极的电极方程式为：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O；
用该电池电解含0.25mol CuSO₄和0.5mol NaCl混合溶液，电池消耗10.4g N₂H₄，其物质的量=

10.4g

32g/mol

=0.325mol，转移电子为0.325mol×4=1.3mol，阴极0.25molCu²⁺完全析出生成Cu需要电子0.25mol×2=0.5mol＜1.3mol，故阴极还生成氢气，氢气的物质的量为

1.3mol-0.5mol

2

=0.4mol，阳极0.5molCl^-完全放电生成氯气失去电子为0.5mol＜1.3mol，故阳极生成氯气为0.25mol，还生成氧气为

1.3mol-0.5mol

4

=0.2mol，故两电极生成的气体共有0.4mol+0.25mol+0.2mol=0.85mol，
故答案为：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O；0.85mol．

点评：本题以元素推断为载体，考查电子式、信息迁移、无机物推断、原电池原理及电解计算等，难度中等，（4）为易错点、难点，可以利用总反应式减正极反应式书写负极电极反应式，注意根据离子放电顺序结合电子转移守恒进行计算．