Question

四種短周期元素A、B、C、D的性質(zhì)或結(jié)構(gòu)信息如下．
信息①原子半徑大小：A＞B＞C＞D
信息②四種元素之間形成的某三種分子的比例模型及部分性質(zhì)：

請(qǐng)根據(jù)上述信息回答下列問題．
（1）①C元素在周期表中的位置

第二周期ⅥA族

，請(qǐng)寫出BC₂分子的電子式

．
②A元素的單質(zhì)與物質(zhì)甲發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

Cl₂+H₂OH⁺+Cl^-+HClO

．
③以Pt為電極，KOH為電解質(zhì)溶液，兩極分別通入乙和C的單質(zhì)可組成燃料電池，寫出電池的電極反應(yīng)式．負(fù)極

CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O

；正極

2O₂+8e^-+4H₂O=8OH^-

（2）A所在周期中，E元素的單質(zhì)還原性最強(qiáng)，A、E單質(zhì)反應(yīng)得到的化合物M是一種重要的化工原料，如圖是電解100ml飽和M溶液的裝置，X、Y都是惰性電極，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則

①電解池中Y極上的電極反應(yīng)式

2Cl^-2e^-=Cl₂↑

．檢驗(yàn)Y電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是

把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色

．
②電解一段時(shí)間后，若陰極收集到112ml標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體，此時(shí)電解液的PH為

13

（假設(shè)電解液的體積保持不變，常溫下）

Answer 1

分析：甲是地球上最常見的物質(zhì)之一，是包括人類在內(nèi)所有生命生存的重要資源，也是生物體最重要的組成部分，應(yīng)是H₂O，根據(jù)結(jié)構(gòu)和用途可知，乙是CH₄，丙是強(qiáng)氧化性弱酸，可以用于消毒殺菌，應(yīng)是HClO，則這四種元素分別為H、C、O、Cl，根據(jù)原子半徑大小順序可知A是Cl，B是C，C是O，D是H，根據(jù)原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)推斷元素在周期表中的位置，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)和原電池原理解答該題．

解答：解：甲是地球上最常見的物質(zhì)之一，是包括人類在內(nèi)所有生命生存的重要資源，也是生物體最重要的組成部分，應(yīng)是H₂O，根據(jù)結(jié)構(gòu)和用途可知，乙是CH₄，丙是強(qiáng)氧化性弱酸，可以用于消毒殺菌，應(yīng)是HClO，則這四種元素分別為H、C、O、Cl，根據(jù)原子半徑大小順序可知A是Cl，B是C，C是O，D是H，
（1）①C是O元素，核外有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，應(yīng)位于第二周期ⅥA族，B、C形成的化合物為CO₂，為共價(jià)化合物，電子式為，
故答案為：第二周期ⅥA族；  ；
②Cl₂與水反應(yīng)生成HCl和HClO，其中HCl為強(qiáng)酸，完全電離，HClO為弱酸，
反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+H₂O H⁺+Cl^-+HClO，
故答案為：Cl₂+H₂O H⁺+Cl^-+HClO；
③CH₄具有還原性，在反應(yīng)中易被氧化而失去電子，作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，O₂具有氧化性，作原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，
電極反應(yīng)式為2O₂+8e^-+4H₂O=8OH^-，
故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；2O₂+8e^-+4H₂O=8OH^-；
（2）①A所在周期中，E元素的單質(zhì)還原性最強(qiáng)，則E為Na元素，該電解質(zhì)溶液為NaCl溶液，電解時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl^-2e^-=Cl₂↑，Cl₂具有強(qiáng)氧化性，可用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近檢驗(yàn)，現(xiàn)象是試紙變藍(lán)色，
故答案為：2Cl^-2e^-=Cl₂↑； 把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色；
②電解時(shí)，陰極反應(yīng)為：2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，生成氫氣的物質(zhì)的量為

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，
則n（OH^-）=2（H₂）=2×0.005mol=0.01mol，c（OH^-）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，
根據(jù)c（OH^-）?c（H⁺）=1×10^-14，則c（H⁺）=1×10^-13mol/L，
PH=-lg（10^-13）=13，
故答案為：13

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及元素的推斷，物質(zhì)的性質(zhì)和用途以及電化學(xué)等知識(shí)，注意電極方程式的書寫方法．