Question

（1）如图1是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图．

①由X、Y形成的既含离子键又含共价键的物质的电子式：

 

②实验室制备N单质的离子反应方程式：

 

（2）CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10^-9．现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2.8×10^-5mol/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为

 

．
（3）羟胺（NH₂OH） 可看成是氨分子内的l 个氢原子被羟基取代的产物，常用作还原剂，其水溶液显弱碱性．NH₂OH 的水溶液呈弱碱性的原理与NH₃的水溶液相似，用电离方程式表示NH₂OH 在水溶液中显碱性的原因

 

．
（4）“甲醇-空气”绿色燃料电池的工作原理示意图如图2，写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反
应式

 

，利用该电池电解1L 0.5mol/L的CuSO₄溶液，当消耗560mLO₂（标准状况下）时，电解后溶液的pH=

 

（溶液电解前后体积的变化忽略不计）．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,原子结构与元素周期律的关系,原电池和电解池的工作原理,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：

分析：（1）图中元素分别为第二周期和第三周期元素的原子半径的变化，根据原子序数关系可知X为O元素，Y为Na元素，Z为Al元素，M为Si元素，N为Cl元素，结合对应物质的性质解答该题；
（2）Na₂CO₃溶液的浓度为2.8×10^-5mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=1.4×10^-5mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）计算沉淀时混合溶液中c（Ca²⁺），原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍；
（3）根据氨水呈弱碱性的原理分析羟胺呈弱碱性的原因；
（4）负极发生氧化反应，根据电子守恒求消耗的氢氧根离子浓度．

解答： 解：（1）图中元素分别为第二周期和第三周期元素的原子半径的变化，根据原子序数关系可知X为O元素，Y为Na元素，Z为Al元素，M为Si元素，N为Cl元素，
①由O、Na形成的既含离子键又含共价键的物质是过氧化钠，过氧化钠是由2个钠离子与1个过氧根离子通过离子键结合而成的离子化合物，电子式为：，故答案为：；
②实验室制备氯气单质是利用浓盐酸与二氧化锰，反应的离子反应方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）Na₂CO₃溶液的浓度为2.8×10^-5mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=

1

2

×2.8×10^-5mol/L=1.4×10^-5mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=

2.8×10-9

1.4×10-5

mol/L=2×10^-4mol/L，原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为2×2×10^-4mol/L=4×10^-4mol/L，故答案为：4×10^-4mol/L；
（3）羟胺和水反应生成[NH₃OH]⁺和OH^-，导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度而使溶液呈碱性，故答案为：NH₂OH+H₂O?[NH₃OH]⁺+OH^-；
（4）负极发生氧化反应，负极CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，依据电子守4OH^-～O₂～4e^-，当消耗560mLO₂（标准状况下）时即

0.56

22.4

=0.025mol，依据电子守恒4OH^-～O₂～4e^-，则消耗的氢氧根离子物质的量为0.025mol×4=0.1mol，所以溶液中氢离子的浓度为：

0.1

1

=0.1mol/L，故pH=1，故答案为：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；1．

点评：本题主要考查的是元素的推断、电子式的书写、溶度积常数的有关计算、原电池原理等，综合性较强，有一定难度．