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、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：

化合物	甲	乙	丙	丁
组成元素	B、C	A、C	A、D	C、D

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

考点：位置结构性质的相互关系应用,原电池和电解池的工作原理

专题：元素周期律与元素周期表专题,电化学专题

分析：A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大．A、D元素同主族，二者形成原子个数1：1型离子化合物，含有金属元素，非金属元素，为ⅠA族元素，D的原子序数至少比A大3，可推知A为H、D为Na，丙为NaH；结合原子序数可知，B、C处于第二周期，A、C形成原子个数1：1的化合物乙为液态，乙应为H₂O₂，则C为O元素；C、D形成原子个数1：1的离子化合物丁为Na₂O₂，B、C形成原子个数1：1的化合物甲为气体，密度略小于空气，甲应为CO，则B为碳元素，据此解答．

解答： 解：A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大．A、D元素同主族，二者形成原子个数1：1型离子化合物，含有金属元素，非金属元素，为ⅠA族元素，D的原子序数至少比A大3，可推知A为H、D为Na，丙为NaH；结合原子序数可知，B、C处于第二周期，A、C形成原子个数1：1的化合物乙为液态，乙应为H₂O₂，则C为O元素；C、D形成原子个数1：1的离子化合物丁为Na₂O₂，B、C形成原子个数1：1的化合物甲为气体，密度略小于空气，甲应为CO，则B为碳元素，
（1）由上述分析可知，丙为NaH，属于离子化合物，电子式为Na⁺[：H]^-，丁为Na₂O₂，由过氧根离子与钠离子构成，阴离子与阳离子的个数比为1：2；
故答案为：Na⁺[：H]^-；1：2；
（2）标准状况下5.6L CO完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量为QkJ，1molO完全燃烧放出的热量=QkJ×

1mol×22.4L/mol

5.6L

=4QkJ，则CO燃烧热的热化学方程式为：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂ （g）；△H=-4Q kJ/mol，
故答案为：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂ （g）；△H=-4Q kJ/mol；
（3）B、C两种元素按原子个数比为1：2可形成化合物戊为CO₂，A、C、D三种元素按原子个数比为1：1：1可形成化合物己为NaOH，则己与戊按物质的量之比为3：2完全反应后得到等物质的量Na₂CO₃和NNaHCO₃，溶液中碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，水解呈碱性，故溶液中离子浓度：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）某同学设计以CH₃OH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，
①ⅰ中通入甲醇一极为负极，碱性条件下生成碳酸根与水，电极反应式为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
②Fe为阴极，石墨为阳极，开始阳极生成的气体为氯气，阴极为铜离子放电生成Cu，氯离子放电完毕，水放电生成氧气，当溶液中铜离子放电完毕，实质为电解水，阴极是氢离子放电生成氢气，在0～t₁阶段为电解氯化铜溶液，在t₁～t₂阶段为电解硫酸铜溶液，
故在t₁后，石墨电极上的电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑或2 H₂O-4e^-=O₂↑+4 H⁺；
在t₂时溶液中铜离子恰好放电完毕，t₁～t₂阶段生成氧气为336mL-224mL=112mL，其物质的量为

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，由2 H₂O-4e^-=O₂↑+4 H⁺可知，n（H⁺）=4n（O₂）=0.005mol×4=0.02mol，则c（H⁺）=

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，则此时溶液pH=-lg0.1=1，
故答案为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑或2 H₂O-4e^-=O₂↑+4 H⁺；1．

点评：本题比较综合，涉及元素化合物推断、热化学方程式书写、原电池与电解原理、化学计算等，推断元素及物质是解题关键，需要学生熟练掌握基础知识，难度中等．