Question

19．主族元素A、B、C、D都属于短周期元素，A与D同主族，B与C在同一周期，A、D原子的最外层电子数都是1，C原子最外层电子数比B原子少2个，且C最外层电子数是次外层电子数的2倍．A、B单质在常温下均为气体，它们在高温下以体积比2：1完全反应，生成物在常温下是液体M．此液体与D单质能剧烈反应生成A的单质．所得溶液滴入酚酞显红色，同时溶液中含有与氖原子的电子层结构相同的阳离子．回答下列问题：
（1）写出B的单核阴离子结构示意图．
（2）A、B单质在高温下反应生成的液体M的结构式H-O-H，写出C在足量B单质中充分反应后生成物的电子式．
（3）以C的一种单质为电极材料，写出用A、B的单质和KOH溶液构成的原电池的正、负极电极反应式，负极2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，正极O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
（4）写出B、D的单质在加热条件下形成化合物的电子式，其中含有的化学键有离子键、共价键．用电子式表示B、D的单质在常温下反应生成的化合物的形成过程：．

Answer 1

分析 主族元素A、B、C、D都属于短周期元素，C最外层电子数是次外层电子数的2倍，则C元素原子有2个电子层，最外层电子数为4，则C为碳元素；B与C在同一周期，C原子最外层电子数比B原子少2个，则B元素原子最外层电子数为6，则B为氧元素；A与D同主族，A、D原子的最外层电子数都是1，处于ⅠA族，A单质在常温下为气体，则A为氢元素，氢气与氧气在高温下以体积比2：1完全反应，生成物在常温下是液体为H₂O，水与D单质能激烈反应生成A的单质，所得溶液滴入酚酞显红色，同时溶液中含有与氖原子的电子层结构相同的阳离子，则D为Na元素，据此进行解答．

解答 解：主族元素A、B、C、D都属于短周期元素，C最外层电子数是次外层电子数的2倍，则C元素原子有2个电子层，最外层电子数为4，则C为碳元素；B与C在同一周期，C原子最外层电子数比B原子少2个，则B元素原子最外层电子数为6，则B为氧元素；A与D同主族，A、D原子的最外层电子数都是1，处于ⅠA族，A单质在常温下为气体，则A为氢元素，氢气与氧气在高温下以体积比2：1完全反应，生成物在常温下是液体为H₂O，水与D单质能激烈反应生成A的单质，所得溶液滴入酚酞显红色，同时溶液中含有与氖原子的电子层结构相同的阳离子，则D为Na元素，
（1）B阴离子为O^2-，其离子结构示意图为：，
故答案为：；
（2）生成物在常温下是液体M为H₂O，其结构式为：H-O-H；
C在足量的B中充分反应生成CO₂，二氧化碳分子中含有两个碳氧双键，其电子式为，
故答案为：H-O-H；；
（3）A、B的单质分别为氢气、氧气，用氢气、氧气和KOH溶液构成的原电池中，负极氢气失去电子结合氢氧根离子生成水，负极反应为：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正极反应为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案为：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（4）B、D在加热条件下形成化合物为Na₂O₂，其电子式为，含有离子键、共价键，
B、D在不加热条件下形成化合物为Na₂O，用电子式表示Na₂O的形成过程：，
故答案为：；离子键、共价键；．

点评 本题考查了位置、结构与性质的关系及其应用，题目难度中等，涉及电子式、结构式、化学键、离子结构示意图等知识，推断元素为解答关键，注意掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的关系．