Question

【題目】現(xiàn)有A、B、C、D四種元素，其原子序數(shù)依次遞增．已知，A、C為短周期非金屬元素，其單質在常溫下均為氣體，兩單質混合見光爆炸生成AC，AC溶液顯強酸性．B、D為金屬元素，B的原子序數(shù)為D的一半，D與C2和AC溶液反應分別得DC3和DC2 ， 燒堿溶液不能與D單質反應，而能與B單質反應．請回答下列問題：
（1）C的原子結構示意圖為；B在周期表中的位置是 。
（2）用電子式表示AC的形成過程 。
（3）寫出B單質與NaOH溶液反應的離子方程式 。
（4）電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，右圖是該方法處理污水的實驗裝置示意圖（B、D金屬單質作電極）．實驗過程中，污水的pH始終保持在5.0～6.0之間．接通電源后，陰極產(chǎn)生的氣體將污物帶到水面形成浮渣而刮去，起到浮選凈化作用；陽極產(chǎn)生的沉淀具有吸附性，吸附污物而沉積，起到凝聚凈化作用．陽極的電極反應有兩個，分別是2H2O-4e-=4H++O2↑和 。陽極區(qū)生成沉淀的離子方程式是。
（5）一定條件下，2mol B與3mol D的氧化物W恰好反應，則W的化學式。

Answer 1

【答案】
（1）Cl ；第三周期第IIIA族
（2）
（3）2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
（4）Fe-2e-=Fe2+；4Fe2++10H2O+O2=4Fe（OH）3↓+8H+
（5）FeO
【解析】（1）短周期非金屬元素，其單質在常溫下為氣體有：H2、N2、O2、F2、Cl2 ， 根據(jù)題意，A、C兩單質混合見光爆炸生成AC，混合見光爆炸是H2和Cl2的特征反應，結合原子序數(shù)依次遞增，則可確定A是H元素，單質是H2 ， C是Cl元素，單質是Cl2 ． 化合物AC為HCl．D與C2和AC溶液反應分別得DC3和DC2 ， 即D與Cl2和HCl溶液反應分別得DCl3和DCl2 ， 可分析出金屬D化合價具有+2、+3價，確定出D為Fe元素．Fe的原子序數(shù)為26，則B的原子序數(shù)為13，即B為Al元素．C是Cl，Cl的原子序數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)=17，故原子示意圖為 ，B是Al，Al的原子序數(shù)=13，原子核外有3個電子層，最外層排布3個電子，根據(jù)電子層數(shù)=周期數(shù)，最外層電子數(shù)=主族序數(shù)，可得Al在周期表中位置為第三周期、第IIIA族。（2）AC為化合物HCl，用電子式表示形成過程時，反應物用原子的電子式表示，生成物用化合物的電子式表示，符號用“→”符號，故表示為 。（3）B單質是Al，根據(jù)鋁的性質，與NaOH溶液反應時有水參與，生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應為Al+NaOH+H2O→NaAlO2+H2↑，根據(jù)化合價升降法配平，Al由0價上升到+3價，上升3價，H2中H由+1價降低為0價，總共降低2價，所以Al前面計量數(shù)為2，H2前面計量數(shù)為3，其它物質前計量數(shù)根據(jù)原子守恒配平即得方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，改寫離子方程式時Al、H2是單質保留化學式，H2O是弱電解質保留化學式，NaOH和NaAlO2是易溶于水、易電離物質改成離子形式，再刪除不參與離子反應的Na+ ， 即得離子方程式2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。（4）根據(jù)題意，電解池的陽極材料為Fe，陰極材料為Al．金屬作陽極時，電極稱為活性電極，由于金屬失電子能力強于溶液中的陽離子，所以陽極上是活性電極自身先失去電子．電解池的陽極放電順序是：活性電極＞Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+等，因此陽極的另一個電極反應為Fe-2e-=Fe2+ ． 生成的Fe2+進入溶液中，溶液中Fe2++2OH-═Fe（OH）2↓，來自水的電離H2O H++OH- ， Fe（OH）2易被氧氣氧化，反應為4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3↓，上述三步反應合并即得總反應為4Fe2++10H2O+O2=4Fe（OH）3↓+8H+。（5）根據(jù)題意，B單質是Al，D為Fe，2molAl與3molFe的氧化物反應為鋁熱反應，生成Fe和鋁的氧化物，依據(jù)原子守恒，2molAl生成1molAl2O3 ， 1molAl2O3中共含有3mol氧原子，3mol氧原子只能來自于3molFe的氧化物中，因此Fe的氧化物中只含一個氧原子，反應方程式為2Al+3FeO Al2O3+3Fe，即D的氧化物W為FeO。