Question

20．W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置如图1所示，其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1：1和1：2的化合物．
请回答下列问题．
（1）H₂Y₂的电子式为，Z在周期表中的位置第三周期ⅦA族．
（2）在图2中，b的pH约为7，且含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，a为H₂Y₂的水溶液，旋开分液漏斗旋钮，观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成．当消耗2molI^-时，共转移3mol电子，该反应的离子方程式是2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃+2I₂．
（3）已知：298K时，金属钠与Y₂气体反应，若生成1molNa₂Y固体时，放出热量414kJ；若生成1molNa₂Y₂固体时，放出热量511kJ．则由Na₂Y固体与Y₂气体反应生成Na₂Y₂固体的热化学方程式为Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol．
（4）有人设想利用原电池原理以气体Z₂和氢气制备一种重要的化工原料，同时获取电能．假设这种想法可行，用石墨作电极材料，用稀盐酸作电解溶液，则通入Z₂的电极为原电池的正极，其电极反应式为Cl₂+2e^-=2Cl^-．

Answer 1

分析 Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1：1和1：2的化合物，则Y为O，结合W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置可知，W为C，X为P，Z为Cl，
（1）H₂O₂为共价化合物，Cl的原子结构中有3个电子层，最外层电子数为7；
（2）消耗2molI^-时，共转移3mol电子，结合电子守恒可知，亚铁离子、碘离子失去电子；
（3）298K时，金属钠与Y₂气体反应，若生成1molNa₂Y固体时，放出热量414kJ，则2Na（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O（s）△H=-414kJ/mol①；
若生成1molNa₂Y₂固体时，放出热量511kJ，则2Na（s）+O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-511kJ/mol②，由盖斯定律可知，②-①得到Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）；
（4）用石墨作电极材料，用稀盐酸作电解溶液，氯气在正极得到电子．

解答 解：Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1：1和1：2的化合物，则Y为O，结合W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置可知，W为C，X为P，Z为Cl，
（1）H₂O₂为共价化合物，其电子式为；Cl的原子结构中有3个电子层，最外层电子数为7，位于第三周期ⅦA族，
故答案为：；第三周期ⅦA族；
（2）消耗2molI^-时，共转移3mol电子，结合电子守恒可知，亚铁离子、碘离子失去电子，离子反应为2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃+2I₂，
故答案为：2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃+2I₂；
（3）298K时，金属钠与Y₂气体反应，若生成1molNa₂Y固体时，放出热量414kJ，则2Na（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O（s）△H=-414kJ/mol①；
若生成1molNa₂Y₂固体时，放出热量511kJ，则2Na（s）+O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-511kJ/mol②，由盖斯定律可知，②-①得到Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s），
△H=-511kJ/mol-（-414kJ/mol）=-97kJ/mol，则热化学方程式为Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol，
故答案为：Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol；
（4）用石墨作电极材料，用稀盐酸作电解溶液，氯气在正极得到电子，电极反应为Cl₂+2e^-=2Cl^-，故答案为：正极；Cl₂+2e^-=2Cl^-．

点评 本题考查位置、结构与性质的关系，为高频考点，把握Y为O为推断的突破口及物质的性质、发生的反应及化学反应原理是解本题关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．