Question

A、B、C、D、E为短周期元素，且原子序数依次递增．其中B元素形成化合物种类最多，A、E同主族．A与 E的质子数之和是B质子数的2倍，且E与D分别形成的最简单离子都含有10个电子．由以上元素组成的物质BD和C₂具有相同的电子数．
请回答以下问题：
（1）E在周期表中的位置为

 

．
（2）由A、D、E三种元素形成的化合物是一种很重要的化工原料，该化合物的电子式为

 

．
（3）由A、B组成的化合物M的产量可以用来衡量一个国家的石油化工生产水平，则化合物M分子空间构型是

 

．已知14g该化合物M燃烧，产物是气体时，放出的热为705.5kJ，写出该化合物M燃烧的热化学方程式：

 

．
图Ⅰ是M燃料电池（电解质为KOH溶液）的结构示意图，请回答：
①Ⅰ中负极的电极反应式是

 

．
②若在Ⅱ中实现锌片上镀铜，则b的电极材料是

 

，N溶液为

 

溶液．
③若在Ⅱ中实现Cu+H₂SO₄=CuSO₄+H₂↑，则a的电极反应式为

 

．

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为短周期元素，且原子序数依次递增，B元素形成化合物种类最多，则B为C元素；
A、E同主族，A与E的质子数之和是B质子数的2倍，B质子数的2倍是12，根据原子序数相对大小知A是H元素、C是Na元素；
E与D分别形成的最简单离子都含有10个电子，由以上元素组成的物质BD和C₂具有相同的电子数，则C是N元素、D是O元素；
（1）E是Na元素，钠原子核外有3个电子层，最外层有1个电子，据此判断E在周期表中的位置；
（2）由A、D、E三种元素形成的化合物是一种很重要的化工原料，则为NaOH，NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键、O原子和H原子之间存在共价键；
（3）由A、B组成的化合物M的产量可以用来衡量一个国家的石油化工生产水平，则M为乙烯，为空间平面型结构；
14g该化合物M燃烧，产物是气体时，放出的热为705.5kJ，即0.5mol乙烯完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出705.5kJ热量，则1mol乙烯燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出1411.0kJ热量，据此书写其热化学反应方程式；
①该燃料电池中，负极上乙烯失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；
②电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，电解质为含有阳极材料的可溶性盐；
③若在Ⅱ中实现Cu+H₂SO₄=CuSO₄+H₂↑，则Cu作阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应．

解答： 解：A、B、C、D、E为短周期元素，且原子序数依次递增，B元素形成化合物种类最多，则B为C元素；
A、E同主族，A与E的质子数之和是B质子数的2倍，B质子数的2倍是12，根据原子序数相对大小知A是H元素、C是Na元素；
E与D分别形成的最简单离子都含有10个电子，由以上元素组成的物质BD和C₂具有相同的电子数，则C是N元素、D是O元素；
（1）E是Na元素，钠原子核外有3个电子层，最外层有1个电子，所以Na位于第三周期第IA族，故答案为：第3周期ⅠA族；
（2）由A、D、E三种元素形成的化合物是一种很重要的化工原料，则为NaOH，NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键、O原子和H原子之间存在共价键，其电子式为，故答案为：；
（3）由A、B组成的化合物M的产量可以用来衡量一个国家的石油化工生产水平，则M为乙烯，为空间平面型结构；
14g该化合物M燃烧，产物是气体时，放出的热为705.5kJ，即0.5mol乙烯完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出705.5kJ热量，则1mol乙烯燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放出1411.0kJ热量，其热化学方程式为C₂H₄（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1411.0kJ?mol^-1；
故答案为：平面；C₂H₄（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1411.0kJ?mol^-1；
①该燃料电池中，负极上乙烯失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为C₂H₄-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+10H₂O，故答案为：C₂H₄-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+10H₂O；
②电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，电解质为含有阳极材料的可溶性盐，a为阳极、b为阴极，所以b为镀件锌，硫酸铜溶液为电解质溶液，故答案为：锌；CuSO₄溶液；
 ③若在Ⅱ中实现Cu+H₂SO₄=CuSO₄+H₂↑，则Cu作阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：Cu-2e^-=Cu²⁺．

点评：本题考查位置结构性质的相互关系及应用，涉及原电池和电解池原理、热化学反应、化学用语等知识点，侧重考查学生对基本概念、基本理论的理解和运用，难点是燃料电池电极反应式的书写，题目难度中等．