Question

有原子序數(shù)依次增大的4種短周期元素X、Y、Z、W，已知：
①X與Z、Y與W分別同主族；
②X、Z、W分別與Y都能形成兩種常見的化合物；
③Y的陰離子與Z的陽離子的核外電子排布相同，
試根據(jù)以上敘述填空．
（1）寫出由Y與Z形成的化合物Z₂Y₂的電子式

 

，其化學(xué)鍵類型有

 

（2）寫出由X、Z、W三種元素組成的鹽溶于水呈堿性的離子方程式

 

（3）寫出均由這4種元素組成的兩種化合物在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

 

（4）X、Y兩種元素的單質(zhì)已被應(yīng)用于字宙飛船的燃料電池中，如圖所示，兩個電極均由多孔性碳構(gòu)成，通入的兩種單質(zhì)由孔隙逸出并在電極表面放電．
①b是電池的

 

極
②a電極上的電極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：原子序數(shù)依次增大的4種短周期元素X、Y、Z、W，X與Z、Y與W分別同主族；X、Z、W分別與Y都能形成兩種常見的化合物，可推知Y為O、W為S；Y的陰離子與Z的陽離子的核外電子排布相同，則Z為Na，故X為H，
（1）Na₂O₂屬于離子化合物，過氧根離子中O原子之間形成1對共用電子對且滿足8電子結(jié)構(gòu)；
（2）由H、Na、S三種元素組成的鹽為NaHS，溶液中HS^-水解，破壞水的電離平衡，溶液呈堿性；
（3）由上述4種元素組成的兩種化合物為NaHSO₃、NaHSO₄，在水溶液中亞硫酸氫根與氫離子反應(yīng)生成二氧化硫與水；
（4）氫氣、氧氣堿性燃料電池中，氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)、氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，由圖可知，a極通入氫氣，為原電池的負(fù)極，b極通入氧氣，為原電池正極，氫氣在負(fù)極上失去電子，堿性條件下生成水．

解答： 解：原子序數(shù)依次增大的4種短周期元素X、Y、Z、W，X與Z、Y與W分別同主族；X、Z、W分別與Y都能形成兩種常見的化合物，可推知Y為O、W為S；Y的陰離子與Z的陽離子的核外電子排布相同，則Z為Na，故X為H，
（1）Na₂O₂屬于離子化合物，過氧根離子中O原子之間形成1對共用電子對且滿足8電子結(jié)構(gòu)，其電子式為，含有離子鍵、共價鍵，
故答案為：；離子鍵、共價鍵；
（2）由H、Na、S三種元素組成的鹽為NaHS，溶液中HS^-水解：HS^-+H₂O?H₂S+OH^-，破壞水的電離平衡，溶液呈堿性，故答案為：HS^-+H₂O?H₂S+OH^-；
（3）由上述4種元素組成的兩種化合物為NaHSO₃、NaHSO₄，在水溶液中亞硫酸氫根與氫離子反應(yīng)生成二氧化硫與水，反應(yīng)離子方程式為HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O，
故答案為：HSO₃^-+H⁺=SO₂↑+H₂O；
（4）①氫氣、氧氣堿性燃料電池中，氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，由圖可知，b極通入氧氣，為原電池正極，故答案為：正；
②氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，由圖可知，a極通入氫氣，為原電池的負(fù)極，氫氣在負(fù)極上失去電子，堿性條件下生成水，電極反應(yīng)式為H₂+2OH^-+2e^-=2H₂O，
故答案為：正；H₂+2OH^-+2e^-=2H₂O．

點評：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，涉及常用化學(xué)用語、化學(xué)鍵、元素化合物推斷、原電池等，難度中等，（4）中注意掌握電極的判斷與電極反應(yīng)式的書寫．