Question

6．A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B、C、D为同一周期，A与E，B与G，D与H分别为同一主族，C和D的最外层电子数之和为11，C、D、F三种元素的原子序数之和为28．请回答下列问题：
（1）B与D可形成非极性分子X，X的结构式为O=C=O．
（2）E、F、H所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为（用离子符号表示）S^2-＞Na⁺＞Al³⁺．
（3）G的最高价氧化物与B的单质在高温下能发生置换反应，其化学反应方程式为：SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑
（4）盐Y由B、D、E组成．以熔融盐Y为电解质构成的燃料电池如图所示．写出石墨（I）电极上发生的电极反应式：H₂+CO₃^2--2e^-=H₂O+CO₂．
（5）用熔融盐Y的燃料电池作电源，以石墨为电极，电解一定浓度的CuSO₄溶液至无色后继续电解一段时间．断开电路，向溶液中加入0.1mol Cu（OH）₂，溶液恢复到电解之前的体积和浓度，则电解过程中转移电子的物质的量为0.4mol．
（6）由A、C、D、E四种元素中任意三种构成的强电解质Z和W，溶于水时都能促进水的电离，测得Z的水溶液pH＞7，W的水溶液pH＜7，则Z为NaNO₂、W为NH₄NO₃．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，则A为氢元素；A与E同一主族，E原子序数比A至少大4，可推知E为Na；B、C、D为同一周期，应处于第二周期，E、F、G、H都处于第三周期，C和D的最外层电子数之和为11，则二者核外电子数之和为2+2+11=15，C、D、F三种元素的原子序数之和为28，则F的原子序数=28-15=13，故F为Al元素；B与G，G的原子序数大于Al，则二者族序数大于Ⅲ，D与H为同一主族，又C、D原子序数之和为15，可推知B为碳元素、C为N元素、D为O元素、G为Si、H为S元素，据此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，则A为氢元素；A与E同一主族，E原子序数比A至少大4，可推知E为Na；B、C、D为同一周期，应处于第二周期，E、F、G、H都处于第三周期，C和D的最外层电子数之和为11，则二者核外电子数之和为2+2+11=15，C、D、F三种元素的原子序数之和为28，则F的原子序数=28-15=13，故F为Al元素；B与G，G的原子序数大于Al，则二者族序数大于Ⅲ，D与H为同一主族，又C、D原子序数之和为15，可推知B为碳元素、C为N元素、D为O元素、G为Si、H为S元素．
（1）B与D可形成非极性分子X为CO₂，其结构式为O=C=O，故答案为：O=C=O；
（2）电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径：S^2-＞Na⁺＞Al³⁺，
故答案为：S^2-＞Na⁺＞Al³⁺；
（3）G的最高价氧化物为SiO₂，与B的单质（碳）在高温下能发生置换反应，其化学反应方程式为：SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，
故答案为：SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（4）盐Y由C、O、Na组成，则Y为Na₂CO₃，以熔融盐Na₂CO₃为电解质、氢气、氧气构成的燃料电池，由图可知石墨（I）是氢气失去电子，与碳酸结合生成水与二氧化碳，电极反应式：H₂+CO₃^2--2e^-=H₂O+CO₂，
故答案为：H₂+CO₃^2--2e^-=H₂O+CO₂；
（5）电解发生反应：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，相当于从溶液中析出CuO、失去部分水，向溶液中加入0.1mol Cu（OH）₂，溶液恢复到电解之前的体积和浓度，将Cu（OH）₂可以改写为CuO．H₂O，电解中生成Cu为0.1mol，2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑中电解的水为0.1mol，整个过程转移电子为0.1mol×2+0.1mol×2=0.4mol，
故答案为：0.4mol；
（6）由H、N、O、Na四种元素中任意三种构成的强电解质Z和W，溶于水时都能促进水的电离，发生盐类水解，测得Z的水溶液pH＞7，W的水溶液pH＜7，则Z为NaNO₂、W为NH₄NO₃，
故答案为：NaNO₂；NH₄NO₃．

点评 本题结构性质位置关系综合应用、原电池、电解计算、盐类水解等，推断元素是解题关键，侧重考查学生分析推理能力，（5）中关键是明确溶液复原时少什么加什么原则，注意运用化学式改写进行解答，难度中等．