Question

短周期元素的單質C、D、J在通常狀況下均為氣態，且常見雙原子單質分子，J分子共價鍵最多；H分子中含10個電子；物質M由同一短周期的X、Y兩種元素組成，X原子最外層電子數是最內層電子數的1/2，Y元素最高正價與它的負價代數和為6．M與其它物質的轉化關系如圖（部分產物及反應條件已略去）則：
（1）X的離子結構示意圖為______；J的電子式是______．
（2）若A是與X、Y同周期的一種常見金屬單質，則A與B溶液反應的化學方程式是______．
（3）若A是一種常見酸性氧化物，且可用于制造玻璃，則E與F反應的離子方程式是______．
（4）將一定量F和H的水溶液混合使其溶液顯堿性，則此溶液中離子濃度由大到小的順序是______．
（5）汽油是一種可燃性液體，汽油-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液，該電池放電時的正極反應式為______．

Answer 1

解：X、Y是短周期元素，X原子的最外層電子數是最內層電子數的一半，該元素可能是Li或Na元素，Y元素最高正價與它的負價代數和為6，最高正價與最低負價的絕對值是8，O元素沒有正價，則Y是Cl元素，X和Y是同一周期元素，X是Na元素，Y是Cl元素，則M是NaCl；電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，短周期元素的單質C、D、J在通常狀況下均為氣態，且常見雙原子單質分子，所以C和D一種是氯氣一種是氫氣，J分子共價鍵最多，則J是氮氣，C和氮氣生成的H分子中含10個電子，所以C是氫氣，H是氨氣，F是氯化氫；
（1）鈉原子失去1個電子變成鈉離子，鈉離子結構示意圖為，氮氣分子的電子式為，故答案為：；；
（2）若A是X、Y同周期的一種常見金屬，則A是金屬Al，Al能和氫氧化鈉溶液反應，所以B是氫氧化鈉，氫氧化鈉、鋁和水反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑（或2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑），
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑（或2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑）；
（3）制造光導纖維的主要原料是二氧化硅，所以A是二氧化硅，二氧化硅能和氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，硅酸鈉和鹽酸反應生成硅酸和氯化鈉，離子方程式為SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，故答案為：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓；
（4）將一定量氯化氫和氨氣的水溶液混合使其溶液顯堿性，溶液中c（OH^-）＞c（H⁺），根據溶液中電荷守恒知，c（NH₄⁺ ）＞CcCl^-），此溶液中以鹽的電離為主，c（Cl^-）＞c（OH^-），所以溶液中離子濃度大小順序為：c（NH₄⁺ ）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
故答案為：c（NH₄⁺ ）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（5）燃料電池中正極上氧化劑得電子發生還原反應，所以正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
分析：X、Y是短周期元素，X原子的最外層電子數是最內層電子數的一半，該元素可能是Li或Na元素，Y元素最高正價與它的負價代數和為6，最高正價與最低負價的絕對值是8，O元素沒有正價，則Y是Cl元素，X和Y是同一周期元素，X是Na元素，Y是Cl元素，則M是NaCl；電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，短周期元素的單質C、D、J在通常狀況下均為氣態，且常見雙原子單質分子，所以C和D一種是氯氣一種是氫氣，J分子共價鍵最多，則J是氮氣，C和氮氣生成的H分子中含10個電子，所以C是氫氣，H是氨氣，F是氯化氫；
（1）鈉原子失去1個電子變成鈉離子，氮氣分子的電子式為；
（2）若A是X、Y同周期的一種常見金屬，則A是金屬Al，Al能和氫氧化鈉溶液反應，所以B是氫氧化鈉，氫氧化鈉、鋁和水反應生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（3）制造光導纖維的主要原料是二氧化硅，所以A是二氧化硅，二氧化硅能和氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，硅酸鈉和鹽酸反應生成硅酸和氯化鈉；
（4）根據溶液中電荷守恒確定溶液中離子濃度大小順序；
（5）燃料電池中正極上氧化劑得電子發生還原反應．
點評：本題考查元素化合物的特性和反應，用框圖設問可以考查學生正向思維、逆向思維、發散和收斂思維，能根據題眼正確判斷化合物是解本題的關鍵，注意燃料電池中電極反應式與電解質溶液的酸堿性有關，為易錯點．