Question

X、Y、Z、U、V、W、R七种短周期元素原子序数依次增大，且X和Y同周期，X的低价氧化物与Y单质分子的电子总数相等；Z、V、W的最高价氧化物的水化物两两相互反应．根据以上信息填空：
（1）V原子的结构示意图

 

；Y的气态氢化物电子式为

 

．
（2）Y的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与U的单质反应时，Y被还原到最低价，该反应的化学方程式是

 

．
（3）标准状况下4.48L X的最高价氧化物通入200mL 2mol/L Z的碳酸正盐溶液中，充分反应后，所得溶液中离子浓度由大到小顺序是

 

．
（4）常温下R单质与Z的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式：

 

．
（5）Z、W构成的高能电池（Na₂O和Al₂O₃为电解质）在320℃左右发生的电池反应为2Z+aW═Z₂W_a，正极的电极反应式为

 

．与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，该电池的理论放电量是铅蓄电池的

 

倍．

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：X、Y、Z、U、V、W、R是7种短周期主族元素，其原子序数依次增大，且X和Y同周期，X的低价氧化物与Y单质分子的电子总数相等，则X为C元素，Y为N元素；Z、V、W的最高价氧化物的水化物两两相互反应，又最高价氧化物的水化物不是酸就是碱，则Z、V、W的最高价氧化物的水化物中必定有个显两性，故只有氢氧化铝显两性，又X、Y、Z、U、V、W、R是7种短周期主族元素，其原子序数依次增大，故Z为Na元素，V为Al元素，W为S元素；再根据X、Y、Z、U、V、W、R是7种短周期主族元素，其原子序数依次增大，则U为Mg元素，R为Cl元素据此解答．

解答： 解：X、Y、Z、U、V、W、R是7种短周期主族元素，其原子序数依次增大，且X和Y同周期，X的低价氧化物与Y单质分子的电子总数相等，则X为C元素，Y为N元素；Z、V、W的最高价氧化物的水化物两两相互反应，又最高价氧化物的水化物不是酸就是碱，则Z、V、W的最高价氧化物的水化物中必定有个显两性，故只有氢氧化铝显两性，又X、Y、Z、U、V、W、R是7种短周期主族元素，其原子序数依次增大，故Z为Na元素，V为Al元素，W为S元素；再根据X、Y、Z、U、V、W、R是7种短周期主族元素，其原子序数依次增大，则U为Mg元素，R为Cl元素据此解答．
（1）根据以上分析V原子的结构示意图即铝元素的原子结构示意图为，氮元素位于元素周期表中第二周期，第ⅤA族，最外层有5个电子，其气态氢化物原子间通过共用电子对形成共价键，所以其电子式为：，故答案为：；．
（2）N的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与Mg的单质反应时，即氮的最高价氧化物对应的水化物为硝酸，又N被还原到最低价，则反应方程式为：4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，故答案：4Mg+10HNO₃=4Mg（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O
（3）标准状况下4.48L C的最高价氧化物通入200mL 2mol/L Na的碳酸正盐溶液中，反应为CO₂+Na₂CO₃+H₂O=2NaHCO₃则根据方程式发现碳酸钠过量0.2mol，生成碳酸氢钠0.4mol，所得溶液中碳酸钠0.2mol和碳酸氢钠0.4mol，碳酸根离子和碳酸氢根离子水解而使溶液呈碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸钠0.2mol和碳酸氢钠0.4mol，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），钠离子不水解，离子浓度最大，所以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⁺）；
（4）常温下R单质与Z的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式，即Cl₂与NaOH的离子方程式为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O
（5）由方程式可知反应中Na被氧化，应为原电池负极反应，电极方程式为Na-e?=Na⁺，S化合价降低，被还原，为原电池正极反应，电极方程式为aS+2e?→S_a²?；钠高能电池中负极为钠，有23g钠消耗释放1mol e^-，则207g钠消耗时转移

207

23

mol=9mol e^-，铅蓄电池的电极反应为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O，铅蓄电池中铅是负极，207g铅消耗时转移 2mol e^-，故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的：9÷2=4.5 倍；
故答案：aS+2e?→S_a^2-；4.5 倍

点评：本题以无机推断为载体考查了化学用语、方程式、离子浓度的比较以及原电池原理等知识点，明确原电池正负极上得失电子及反应类型是解本题关键，难点是电极反应式的书写，正确推断物质是解本题关键，难点是离子浓度大小的比较，难度中等．