Question

已知X⁺、Y³⁺、Z^-、W^2-是短周期元素X、Y、Z、W形成的离子，且X⁺比Z^-少一个电子层．右图中的甲、乙、丙均是由上述四种离子中的两种组成的化合物．

回答下列问题：
（1）通常状况下，Z的单质是一种黄绿色气体，写出在实验室中制取该物质的化学方程式

 

．
（2）①甲的化学式是

 

，乙的化学式可能是

 

，若W^2-和Z^-具有相同电子层结构，则乙的电子式是

 

．
②若将溶液A与溶液B混合，产生白色沉淀和无色气体，则该反应的离子方程式是

 

．
（3）Y单质可用来制造Y-空气燃料电池，该电池通常以溶液C或氢氧化钾溶液为电解质溶液，通入空气的电极为正极．
①若以溶液C为电解质溶液时，正极的反应式为

 

．
②若以氢氧化钾溶液为电解质溶液时，电池的总反应式为

 

．

Answer 1

考点：无机物的推断,原电池和电解池的工作原理

专题：推断题,电化学专题

分析：X⁺、Y³⁺、Z^-、W^2-分别是短周期元素X、Y、Z、W形成的离子，Z的单质是一种黄绿色气体，则Z为Cl，且X⁺比Z^-少一个电子层，则X为Na，由W^2-可知，W为O或S，由Y³⁺可知，Y应为Al，结合图中转化可知，溶液A的pH＜7，溶液B的pH＞7，则甲为AlCl₃，乙为Na₂S或Na₂O，溶液C的pH=7，则丙为NaCl，结合化学用语及原电池原理来解答．

解答： 解：X⁺、Y³⁺、Z^-、W^2-分别是短周期元素X、Y、Z、W形成的离子，Z的单质是一种黄绿色气体，则Z为Cl，且X⁺比Z^-少一个电子层，则X为Na，由W^2-可知，W为O或S，由Y³⁺可知，Y应为Al，结合图中转化可知，溶液A的pH＜7，溶液B的pH＞7，则甲为AlCl₃，乙为Na₂S或Na₂O，溶液C的pH=7，则丙为NaCl，
（1）Z的单质为氯气，是一种黄绿色气体，在实验室中制取该物质的化学方程式为4HCl（浓）+MnO₂

△   .

MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑，
故答案为：4HCl（浓）+MnO₂

△   .

MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑；
（2）①溶液A的pH＜7，溶液B的pH＞7，则甲为AlCl₃，乙为Na₂S或Na₂O，若W^2-和Z^-具有相同电子层结构，W应为S，则乙的电子式为，
故答案为：AlCl₃；Na₂S或Na₂O；；
②溶液A与溶液B混合，产生白色沉淀和无色气体，则该反应的离子方程式为2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑，
故答案为：2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑；
（3）①以NaCl为电解质溶液，则正极上氧气得电子，电极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
②以氢氧化钾溶液为电解质溶液时，电池反应生成偏铝酸钾和水，总电池反应为4Al+3O₂+4KOH=4KAlO₂+2H₂O，故答案为：4Al+3O₂+4KOH=4KAlO₂+2H₂O．

点评：本题考查无机物的推断，明确转化中的物质与离子的关系、离子的水解等是解答本题的关键，注意盐类水解规律及原电池原理的应用，题目难度不大．