Question

18．V、W、X、Y、Z是原子序数依次递减的五种常见元素．X元素是地壳中含量最多的元素，Y、Z组成的气态化合物M的水溶液呈碱性，W的单质在X₂中燃烧产物T可使品红溶液褪色，V是一种历史悠久、应用广泛的金属元素．请回答：
（1）Y元素在周期表中的位置是第二周期第ⅤA族；写出X、Z两种元素组成的化合物Z₂X₂的一种用途：消毒剂或氧化剂或漂白剂
（2）由以上五种元素两两组合所形成的化合物中，有一种物质能与水反应生成气体且反应属于氧化还原反应，请写出该反应的化学方程式3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
（3）X、Y、Z三种元素可组成一种强酸U，M在适当条件下被U吸收生成一种盐．该盐的水溶液的pH小于7（填“大于”、“小于”或“等于”）．原因是（用离子方程式表示）NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺．
（4）若将V金属投入到盐酸溶液中，生成了浅绿色溶液N．N的酸性溶液与Z₂Y₂反应的离子方程式：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O
（5）常温下，当300mL 1 mol•L^-1的NaOH溶液吸收4.48L（折算成标准状况）T时，所得溶液pH＞7，则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（6）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以Y₂、Z₂为电极反应物，以HCl-NH₄Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的正极电极反应式N₂+8H⁺+6e^-=2NH₄⁺；放电时溶液中H⁺移向正（填“正”或“负”）极．

Answer 1

分析 V、W、X、Y、Z是原子序数依次递减的五种常见元素．X元素是地壳中含量最多的元素，则X为O元素；Y、Z组成的气态化合物M的水溶液呈碱性，可推知Y为N元素、Z为H元素，M为NH₃；W的单质在X₂中燃烧产物T可使品红溶液褪色，可推知W为S元素，T为SO₂；V是一种历史悠久、应用最广泛的金属元素，则V为Fe元素，据此解答．

解答 解：V、W、X、Y、Z是原子序数依次递减的五种常见元素．X元素是地壳中含量最多的元素，则X为O元素；Y、Z组成的气态化合物M的水溶液呈碱性，可推知Y为N元素、Z为H元素，M为NH₃；W的单质在X₂中燃烧产物T可使品红溶液褪色，可推知W为S元素，T为SO₂；V是一种历史悠久、应用最广泛的金属元素，则V为Fe元素．
（1）Y为N元素，在周期表中的位置是：第二周期第ⅤA族；化合物H₂O₂可以用作消毒剂、氧化剂、漂白剂，
故答案为：第二周期第ⅤA族；消毒剂或氧化剂或漂白剂；
（2）由以上五种元素两两组合所形成的化合物中，有一种物质能与水反应生成气体且反应属于氧化还原反应，应是二氧化氮与水反应生成硝酸与NO，该反应的化学方程式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（3）O、N、H三种元素可组成一种强酸U为HNO₃，氨气在适当条件下被HNO₃吸收生成NH₄NO₃，该盐的水溶液中NH₄⁺离子水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，破坏水的电离平衡，溶液呈酸性，溶液pH小于7，
故答案为：小于；NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；
（4）将Fe投入到盐酸溶液中，生成了浅绿色FeCl₂溶液，双氧水具有强氧化性，酸性条件下将亚铁离子氧化为铁离子，同时生成水，FeCl₂的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式为2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）300mL 1mol•L^-1的NaOH的物质的量=1mol/L×0.3L=0.3mol，标准状况下4.48LCO₂的物质的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，所以氢氧化钠和二氧化碳反应方程式为：2CO₂+3NaOH=Na₂CO₃+NaHCO₃+H₂O，溶液中碳酸根离子水解而使溶液呈碱性，即c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根离子水解沉淀大于碳酸氢根离子水解程度，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），由于水解程度较小，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-），故溶液中各离子浓度大小顺序是：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⁺）；
（6）以N₂、H₂为电极反应物，以HCl-NH₄Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，正极发生还原反应，氮气在正极获得电子，酸性条件下生成NH₄⁺，该电池的正极电极反应式为：N₂+8H⁺+6e^-=2NH₄⁺，放电时溶液中H⁺向正极移动，
故答案为：N₂+8H⁺+6e^-=2NH₄⁺；正．

点评 本题考查结构性质位置关系应用，涉及元素化合物性质、盐类水解、原电池等，题目难度中等，推断元素的种类是关键，理解掌握电极反应式的书写与离子浓度大小比较．