Question

现有A、B、C、D、E五种短周期元素，已知：①元素的原子序数按A、B、C、D、E依次增大，原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小；②A、D同主族，A是所有元素中原子半径最小的元素；③通常状况下，A₂、B₂、C₂三种单质均为常见无色气体；④B、D、E三者的最高价氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，且所得盐中均含C元素．请填写下列空白：
（1）写出化学式：B₂

 

、丙

 

（2）将A₂、C₂按图所示通入某燃料电池中，其中，b电极为

 

极（填“正”或“负”），电极反应式为

 

．
（3）E单质与乙的溶液反应生成物质丁和A₂气体，写出反应的离子方程式

 

．
（4）用石墨作电极，电解上述丁的水溶液500mL，两极产生气泡．持续电解一段时间后停止通电，在整个过程中阳极附近的溶液还可观察到的现象是

 

．解释此现象的离子方程式

 

，

 

．当电路中通过amol电子时，阴、阳两极共产生气体

 

L（标准状况）．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数按A、B、C、D、E依次增大，原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小；A、D同主族，A是所有元素中原子半径最小的元素，则A为氢元素，则D为钠元素，B、D、E三者的最高价氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，且所得盐中均含C元素，则C为氧元素，E为铝元素，通常状况下，A₂、B₂、C₂三种单质均为常见无色气体，则B为氮元素，甲为硝酸，乙为氢氧化钠，丙为氢氧化铝，据此答题；

解答： 解：A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数按A、B、C、D、E依次增大，原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小；A、D同主族，A是所有元素中原子半径最小的元素，则A为氢元素，则D为钠元素，B、D、E三者的最高价氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，且所得盐中均含C元素，则C为氧元素，E为铝元素，通常状况下，A₂、B₂、C₂三种单质均为常见无色气体，则B为氮元素，甲为硝酸，乙为氢氧化钠，丙为氢氧化铝，
（1）根据上面的分析可知，B₂ 为N₂ ，丙为Al（OH）₃，
故答案为：N₂ ；Al（OH）₃；
 （2）氢氧燃料电池中，氧气作氧化剂，在电池的正极反应，所以其b电极为正极，电极反应式为O₂ +4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案为：正；O₂ +4e^-+2H₂O═4OH^-；
（3）铝和氢氧化钠反应的离子方程式为2Al+2OH^-+6H₂O═2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+6H₂O═2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑；
（4）用石墨作电极，电解偏铝酸钠溶液，两极产生氢气和氧气，在整个过程中阳极附近的氢氧根离子放电，会产生氢离子，遇偏铝根离子产生氢氧化铝沉淀，所以可以观察到的现象是白色沉淀产生，由于此时阴极上是氢离子放电，溶液中会产生氢氧根离子，又可以将氢氧化铝溶解，有关反应离子方程式为[Al（OH）₄]^-+H⁺═Al（OH）₃↓+H₂O； Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，当电路中通过amol电子时，在阴极上会产生氢气0.5mol，阳极上产生氧气0.25mol，所以两极共产生气体0.75mol，即16.8 L，
故答案为：有白色沉淀产生后又逐渐溶解；Al（OH）₄]^-+H⁺═Al（OH）₃↓+H₂O； Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O；16.8；

点评：本题主要考查了原电池和电解池的相关知识，有一定的综合性，中等难度，解题的关键在于元素和物质的推断．