Question

（1）如圖1是部分短周期元素原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系圖．

①由X、Y形成的既含離子鍵又含共價(jià)鍵的物質(zhì)的電子式：

 

②實(shí)驗(yàn)室制備N單質(zhì)的離子反應(yīng)方程式：

 

（2）CaCO₃是一種難溶物質(zhì)，其Ksp=2.8×10^-9．現(xiàn)將等體積的CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的濃度為2.8×10^-5mol/L，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小濃度為

 

．
（3）羥胺（NH₂OH） 可看成是氨分子內(nèi)的l 個氫原子被羥基取代的產(chǎn)物，常用作還原劑，其水溶液顯弱堿性．NH₂OH 的水溶液呈弱堿性的原理與NH₃的水溶液相似，用電離方程式表示NH₂OH 在水溶液中顯堿性的原因

 

．
（4）“甲醇-空氣”綠色燃料電池的工作原理示意圖如圖2，寫出以石墨為電極的電池工作時負(fù)極的電極反
應(yīng)式

 

，利用該電池電解1L 0.5mol/L的CuSO₄溶液，當(dāng)消耗560mLO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時，電解后溶液的pH=

 

（溶液電解前后體積的變化忽略不計(jì)）．

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系,原電池和電解池的工作原理,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：

分析：（1）圖中元素分別為第二周期和第三周期元素的原子半徑的變化，根據(jù)原子序數(shù)關(guān)系可知X為O元素，Y為Na元素，Z為Al元素，M為Si元素，N為Cl元素，結(jié)合對應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)解答該題；
（2）Na₂CO₃溶液的濃度為2.8×10^-5mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=1.4×10^-5mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）計(jì)算沉淀時混合溶液中c（Ca²⁺），原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍；
（3）根據(jù)氨水呈弱堿性的原理分析羥胺呈弱堿性的原因；
（4）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)電子守恒求消耗的氫氧根離子濃度．

解答： 解：（1）圖中元素分別為第二周期和第三周期元素的原子半徑的變化，根據(jù)原子序數(shù)關(guān)系可知X為O元素，Y為Na元素，Z為Al元素，M為Si元素，N為Cl元素，
①由O、Na形成的既含離子鍵又含共價(jià)鍵的物質(zhì)是過氧化鈉，過氧化鈉是由2個鈉離子與1個過氧根離子通過離子鍵結(jié)合而成的離子化合物，電子式為：，故答案為：；
②實(shí)驗(yàn)室制備氯氣單質(zhì)是利用濃鹽酸與二氧化錳，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）Na₂CO₃溶液的濃度為2.8×10^-5mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=

1

2

×2.8×10^-5mol/L=1.4×10^-5mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=

2.8×10-9

1.4×10-5

mol/L=2×10^-4mol/L，原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為2×2×10^-4mol/L=4×10^-4mol/L，故答案為：4×10^-4mol/L；
（3）羥胺和水反應(yīng)生成[NH₃OH]⁺和OH^-，導(dǎo)致溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度而使溶液呈堿性，故答案為：NH₂OH+H₂O?[NH₃OH]⁺+OH^-；
（4）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺，依據(jù)電子守4OH^-～O₂～4e^-，當(dāng)消耗560mLO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時即

0.56

22.4

=0.025mol，依據(jù)電子守恒4OH^-～O₂～4e^-，則消耗的氫氧根離子物質(zhì)的量為0.025mol×4=0.1mol，所以溶液中氫離子的濃度為：

0.1

1

=0.1mol/L，故pH=1，故答案為：CH₃OH-6e^-+H₂O=CO₂+6H⁺；1．

點(diǎn)評：本題主要考查的是元素的推斷、電子式的書寫、溶度積常數(shù)的有關(guān)計(jì)算、原電池原理等，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．