Question

現(xiàn)有六種短周期元素A、B、C、D、E、F，其原子序數(shù)依次增大．A、E同主族，A元素原于半徑是周期表中所有元素中最小的，B元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍．C元素最高價(jià)氧化物的水化物X能與其氫化物Y反應(yīng)生成鹽，F(xiàn)是地殼中含量最多的金屬元素．A、B、C、E四種元素都能與D元素形成原子個(gè)數(shù)比不相同的常見化合物．?
（1）寫出Y和D₂在催化劑作用下反應(yīng)的化學(xué)方程式

4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O

（用化學(xué)式表示，以下同）．?
（2）將X和Y的水溶液充分混合后，常溫下測得溶液的pH＞7，則該溶液中離子濃度由大到小的順序是

c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）或c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（NO₃^-）＞c（H⁺）

．
（3）甲是E元素最高價(jià)氧化物的水化物，乙是F元素的最高價(jià)氧化物，請寫出乙與甲的水溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O

．?
（4）用B的某種單質(zhì)作電極，電解E元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的水溶液時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為

4OH^-=2H₂O+O₂+4e^-

．
（5）燃料電池具有能量利用率高，可連續(xù)使用和污染小等優(yōu)點(diǎn)．BA₄和氧氣可形成燃料電池，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為石墨，該電池負(fù)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

CH₄+10OH^-=CO₃^2-+6H₂O+8e^-

，若該電池用于電解飽和食鹽水的電源，當(dāng)消耗1molBA₄時(shí)，收集到Cl₂的物質(zhì)的量是

4mol

．

Answer 1

分析：A元素原于半徑是周期表中所有元素中最小的，則A為H元素，B元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，應(yīng)為C元素，C元素最高價(jià)氧化物的水化物X能與其氫化物Y反應(yīng)生成鹽，應(yīng)為N元素，X為HNO₃，Y為NH₃，F(xiàn)是地殼中含量最多的金屬元素，應(yīng)為Al，A、E同主族，則E為Na元素，A、B、C、E四種元素都能與D元素形成原子個(gè)數(shù)比不相同的常見化合物，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知D為O元素，結(jié)合對應(yīng)單質(zhì)、化合物的性質(zhì)解答該題．

解答：解：A元素原于半徑是周期表中所有元素中最小的，則A為H元素，B元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，應(yīng)為C元素，C元素最高價(jià)氧化物的水化物X能與其氫化物Y反應(yīng)生成鹽，應(yīng)為N元素，X為HNO₃，Y為NH₃，F(xiàn)是地殼中含量最多的金屬元素，應(yīng)為Al，A、E同主族，則E為Na元素，A、B、C、E四種元素都能與D元素形成原子個(gè)數(shù)比不相同的常見化合物，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知D為O元素，
（1）Y為NH₃，與O₂在催化劑的條件下反應(yīng)生成NO和H₂O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O，
故答案為：4NH₃+5O₂

催化劑 .

△

4NO+6H₂O；
（2）將HNO₃和NH₃的水溶液充分混合后，常溫下測得溶液的pH＞7，說明溶液呈堿性，氨水過量，如氨水過量較小，則有c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），如氨水過量較多，則存在c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（NO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）或c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（NO₃^-）＞c（H⁺）；
（3）E為Na元素，對應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物為NaOH，F(xiàn)為Al，對應(yīng)的氧化物為Al₂O₃，為兩性氧化物，二者反應(yīng)的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（4）用石墨電極電解NaOH溶液，實(shí)質(zhì)上是電解的水，陽極反應(yīng)為4OH^-=2H₂O+O₂+4e^-，
故答案為：4OH^-=2H₂O+O₂+4e^-；
（5）甲烷堿性燃料電池中，甲烷為原電池的負(fù)極，被氧化，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^-=CO₃^2-+6H₂O+8e^-，
n（CH₄）=1mol時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為8mol，則可生成4molCl₂，
故答案為：CH₄+10OH^-=CO₃^2-+6H₂O+8e^-；4mol．

點(diǎn)評：本題考查原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系，題目難度中等，本題注意把握元素的種類的推斷，為解答該題的關(guān)鍵，注意電極反應(yīng)式的書寫和相關(guān)計(jì)算，為易錯(cuò)點(diǎn)．