Question

（2010?朝陽區一模）已知X⁺、Y³⁺、Z^-、W^2-是短周期元素X、Y、Z、W形成的離子，下圖中的甲、乙、丙均是由上述四種離子中的兩種組成的化合物．

回答下列問題：
（1）通常狀況下，Z的單質是一種黃綠色氣體，工業上常用電解溶液C的方法制備該單質，制備反應的化學方程式是

2NaCl+2H₂O

電解  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH

．
（2）①甲的化學式是

AlCl₃

，乙的化學式可能是

Na₂S或Na₂O

（寫一種即可）．
②若將溶液A與溶液B混合，產生白色沉淀，則該反應的離子方程式是

Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓或2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑

．若W²和Z^-具有相同電子層結構，則乙的電子式是

．
（3）Y單質可用來制造Y-空氣燃料電池，該電池通常以溶液C或氫氧化鉀溶液為電解質溶液，通入空氣的電極為正極．
①若以溶液C為電解質溶液時，正極的反應式為

O₂+2H₂+4e^-=4OH^-

．
②若以氫氧化鉀溶液為電解質溶液時，電池的總反應式為

4Al+3O₂+4KOH=4KalO₂+2H₂O

．

Answer 1

分析：X⁺、Y³⁺、Z^-、W^2-分別是短周期元素X、Y、Z、W形成的離子，Z的單質是一種黃綠色氣體，則Z為Cl，則X為Na，由W^2-可知，W為O或S，由Y³⁺可知，Y應為Al，結合圖中轉化可知，溶液A的pH＜7，溶液B的pH＞7，則甲為AlCl₃，乙為Na₂S或Na₂O，溶液C的pH=7，則丙為NaCl，；
（1）通常狀況下，Z的單質是一種黃綠色氣體可判斷出Z為Cl₂；
（2）能與水反應反應后溶液的pH＜7，且滿足X⁺、Y³⁺、Z^-、W^2-是短周期元素X、Y、Z、W形成的離子不難推出，甲為AlCl₃；同樣滿足上述條件反應后溶液的pH＞7的鹽為Na₂S或Na₂O．

解答：解：通常狀況下，Z的單質是一種黃綠色氣體可判斷出Z為Cl₂；能與水反應反應后溶液的pH＜7，且滿足X⁺、Y³⁺、Z^-、W^2-是短周期元素X、Y、Z、W形成的離子不難推出，甲為AlCl₃；同樣滿足上述條件反應后溶液的pH＞7的鹽為Na₂S或Na₂O．
（1）工業上常用電解溶液C的方法制備該單質，C為NaCl，制備反應的化學方程式是2NaCl+2H₂O

電解  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH；
故答案為：2NaCl+2H₂O

電解  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH；
（2）①溶液A的pH＜7，溶液B的pH＞7，則甲為AlCl₃，乙為Na₂S或Na₂O，故答案為：AlCl₃；Na₂S或Na₂O；
②若將溶液A與溶液B混合，A為AlCl₃，B為Na₂S或Na₂O，混合反應產生白色沉淀，若B為氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉，反應的離子方程式為：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；若B為Na₂S溶于水，鋁離子和硫離子水解促進反應的離子方程式為：2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑；若W²和Z^-具有相同電子層結構，判斷W為S元素，則乙為Na₂S，電子式為：；
故答案為：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓或2Al³⁺+3S^2-+6H₂O=2Al（OH）₃↓+3H₂S↑；；
（3）Y單質為Al，可用來制造Y-空氣燃料電池，該電池通常以溶液C或氫氧化鉀溶液為電解質溶液，通入空氣的電極為正極，氧氣得到電子生成氫氧根離子，正極電極反應為：
O₂+2H₂+4e^-=4OH^-；負極是Al失電子發生氧化反應，電極反應為Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
①正極電極反應是氧氣得到電子發生的還原反應，電極反應為：O₂+2H₂+4e^-=4OH^-；
故答案為：O₂+2H₂+4e^-=4OH^-；
 ②正極電極反應為：O₂+2H₂+4e^-=4OH^-；負極是Al失電子發生氧化反應，電極反應為Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；依據電子守恒嘉禾得到反應的化學方程式為：
4Al+3O₂+4KOH=4KalO₂+2H₂O；
故答案為：4Al+3O₂+4KOH=4KalO₂+2H₂O；

點評：本題考查物質轉化關系的分析判斷，物質性質的應用，原子結構的分析判斷是解題關鍵，鹽類水解應用．原電池電極反應書寫，離子性質的分析判斷是解題關鍵，題目難度較大．