Question

四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下．
①原子半径大小：A＞B＞C＞D
②四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质如下：

请根据上述信息回答下列问题．
（1）C元素在周期表中的位置

 

，请写出D₂C₂分子的结构式

 

，A元素的单质与物质甲发生反应的离子方程式

 

．
（2）丁物质与乙互为同系物，在相同条件下其蒸气的密度是氢气密度的36倍，且核磁共振氢谱只有
1组峰，写出丁物质的结构简式

 

．
（3）A与同周期的E元素组成的化合物EA₅在热水中完全水解生成一种中强酸和一种强酸，该反应的化学方程式是

 

．
（4）以Pt为电极，KOH为电解质溶液，两极分别通入乙和C的单质可组成燃料电池，该同学想在装置Ⅱ中实现铁上镀铜，则a处电极上发生的电极反应式

 

，一段时间后，测得铁增重128g，此时b极通入气体的体积是

 

 L（标准状况下）．

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：甲是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分，应是H₂O，根据结构和用途可知，乙是CH₄，丙是强氧化性弱酸，可以用于消毒杀菌，应是HClO，则这四种元素分别为H、C、O、Cl，根据原子半径大小顺序可知A是Cl，B是C，C是O，D是H，根据原子的结构特点推断元素在周期表中的位置，结合物质的性质和原电池原理解答该题．

解答： 解：甲是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分，应是H₂O，根据结构和用途可知，乙是CH₄，丙是强氧化性弱酸，可以用于消毒杀菌，应是HClO，则这四种元素分别为H、C、O、Cl，根据原子半径大小顺序可知A是Cl，B是C，C是O，D是H，
（1）C是O元素，核外有2个电子层，最外层电子数为6，应位于第二周期ⅥA族，D、C形成的化合物D₂C₂分为H₂O₂，双氧水为共价化合物，其结构式为：H-O-O-H，Cl₂与水反应生成HCl和HClO，其中HCl为强酸，完全电离，HClO为弱酸，反应的离子方程式为Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，
故答案为：第二周期ⅥA族； H-O-O-H；Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO；
（2）该烃的蒸气密度是相同条件下氢气密度的36倍，则该烃的相对分子量为：2×36=72，72÷14=5余2，与甲烷互为同系物，故该烷烃为戊烷，核磁共振氢谱只有1组峰，那么该有机物为新戊烷，结构简式为C（CH₃）₄，故答案为：C（CH₃）₄；
（3）A是Cl，Cl与同周期的P元素组成的化合物为：PCl₅，五氯化磷在热水中完全水解，生成磷酸（H₃PO₄）和盐酸，则该反应的化学方程式为：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl，故答案为：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；
（4）CH₄具有还原性，在反应中易被氧化而失去电子，作原电池的负极，电极反应式为CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，串联电路中转移电子相等，所以消耗甲烷的体积=

128g 64g/mol ×2

8

×22.4L/mol=11.2L，故答案为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；11.2．

点评：本题考查了元素的推断、原电池和电解池原理，根据电解池中Cu、Fe电极上发生的反应确定燃料电池中正负极及电极上通入的气体，再结合转移电子相等计算，难点是电极反应式的书写．