Question

15．A、B、C三种常见的短周期元素可以形成AB₂、C₂B、AB₃、C₂B₂、B₂等物质．已知B离子和C离子有相同的电子层结构，A离子比B离子多一个电子层，请回答：
（1）A元素的名称是硫，
（2）用电子式表示C₂B的形成过程．
（3）AB₃在标准状况下为固态，AB₃的水化物在低温下跟C₂B₂反应生成一种稳定性较差的过氧化物，该反应的化学方程式是H₂SO₄+Na₂O₂=Na₂SO₄+H₂O₂．
（4）AB₃的水化物溶液跟C₂A溶液反应的离子方程式是2H⁺+S^2-=H₂S↑，此生应物之一跟AB₂反应的化学方程式是2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O．
（5）“神舟七号”飞船上的能量主要来自于太阳能和燃料电池，H₂、O₂和C₂B的水溶液可形成氢氧燃料电池，负极的电极反应为2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数为200 N_A．该电池在放电过程中，正极附近电解质溶液的pH将增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．电解质溶液里的OH^-离子的移动方向是向负极移动（填正或负）．

Answer 1

分析 B离子和C离子有相同的电子层结构，二者可以形成C₂B，说明B是第二周期元素，C是第三周期元素，所以B是O，C是Na；由于A离子比B离子多一个电子层，且可以形成AB₂、AB₃，所以A是S元素．
（5）H₂、O₂和NaOH溶液形成氢氧燃料电池，负极发生氧化反应，氢气再负极失去电子，碱性条件下生成水，本质是氢气燃烧生成水，根据H元素化合价变化计算转移电子，该电池在放电过程中，正极是氧气获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子，原电池中电解质溶液里的阴离子向负极移动，阳离子向正极•

解答 解：B离子和C离子有相同的电子层结构，二者可以形成C₂B，说明B是第二周期元素，C是第三周期元素，所以B是O，C是Na；由于A离子比B离子多一个电子层，且可以形成AB₂、AB₃，所以A是S元素．
（1）由上述分析可知，A为硫元素，故答案为：硫；
（2）用电子式表示Na₂O的形成过程为：，
故答案为：；
（3）SO₃熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，标况下为固态，SO₃的水化物为硫酸，在低温下跟Na₂O₂反应生成一种稳定性较差的过氧化物，该过氧化物为过氧化物，该反应的化学方程式是H₂SO₄+Na₂O₂=Na₂SO₄+H₂O₂，
故答案为：固；H₂SO₄+Na₂O₂=Na₂SO₄+H₂O₂；
（4）SO₃的水化物溶液为硫酸，跟Na₂S溶液反应的离子方程式是：2H⁺+S^2-=H₂S↑，此反应物之一跟SO₂反应的化学方程式是：2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，
故答案为：2H⁺+S^2-=H₂S↑；2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O；
（5）Na₂O的水溶液为NaOH溶液，H₂、O₂和NaOH溶液形成氢氧燃料电池，负极发生氧化反应，氢气再负极失去电子，碱性条件下生成水，负极的电极反应为：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，得到1.8L饮用水的物质的量为$\frac{1.8L×1000g/L}{18g/L}$=100mol，转移电子为200mol，则电池内转移的电子数为200 N_A，该电池在放电过程中，正极是氧气获得电子，碱性条件下生成氢氧根离子，正极附近电解质溶液的pH将增大，电解质溶液里的OH^-离子的移动方向是向负极移动，
故答案为：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；200 N_A；增大；负．

点评 本题考查元素周期表的结构以及元素周期律的应用，是高考中的常见题型，属于中等难度，解题的关键是掌握第1～18号元素名称和符号，元素同期表的结构，能根据元素同期律进行分析推断，有利于考查学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力．