Question

有X、Y、Z、W四种短周期元素，原子序数依次增大．X的阳离子就是一个质子．Z、W在周期表内处于相邻位置，它们的单质在通常状况下均为无色气体．Y原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍．请回答：
（1）Z₂的电子式为

 

，Y的原子结构示意图为

 

．
（2）将X₂、W₂按如图所示通入某燃料电池中，b电极为

 

极，该电极反应式为

 

．
（3）X、Y两种元素组成一种气体，在标准状况下密度为1.25gL^-1，实验室制取该气体的化学方程式为：

 

．
（4）由X、Y、Z、W四种元素组成的酸式盐，与足量的NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式为：

 

．

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：X、Y、Z、W四种短周期元素，原子序数依次增大．X的阳离子就是一个质子，则X为H；Y原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，Y为第二周期元素，最外层电子数为2×2=4，则Y为C，所以可知Z、W在周期表内处于同一周期相邻位置，它们的单质在通常状况下均为无色气体，Z、W位于第二周期，分别为N、O．
（1）Z₂为氮气，存在N≡N；Y为C元素，原子核外有2个电子层，最外层电子数为4；
（2）氢氧燃料电池中，通氢气一端为负极，通氧气一端为正极，正极上氧气得到电子；
（3）在标准状况下密度为1.25g?L^-1，M=1.25×22.4=28，则该烃为C₂H₄，实验室利用乙醇和浓硫酸反应制备；
（4）X、Y、Z、W四种元素组成的酸式盐为NH₄HCO₃，与NaOH加热反应生成氨气、水和碳酸钠．

解答： 解：X、Y、Z、W四种短周期元素，原子序数依次增大．X的阳离子就是一个质子，则X为H；Y原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，Y为第二周期元素，最外层电子数为2×2=4，则Y为C，所以可知Z、W在周期表内处于同一周期相邻位置，它们的单质在通常状况下均为无色气体，Z、W位于第二周期，分别为N、O．
（1）Z₂为氮气，存在N≡N，其电子式为；Y为C元素，原子核外有2个电子层，最外层电子数为4，原子结构示意图为，
故答案为：；；
（2）氢氧燃料电池中，通氢气一端为负极，通氧气一端为正极，所以b为正极，正极上氧气得到电子，电极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：正；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）在标准状况下密度为1.25g?L^-1，M=1.25×22.4=28，则该烃为C₂H₄，实验室利用乙醇和浓硫酸反应制备，反应方程式为C₂H₅OH

浓硫酸

170℃

CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案为：C₂H₅OH

浓硫酸

170℃

CH₂=CH₂↑+H₂O；
（4）X、Y、Z、W四种元素组成的酸式盐为NH₄HCO₃，与NaOH加热反应生成氨气、水和碳酸钠，离子反应为NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-，
故答案为：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-．

点评：本题考查位置、结构、性质的关系及应用，元素的推断为解答的关键，涉及电子式、原电池、离子反应及乙烯的制取等，综合性较强，但题目难度不大．