Question

已知X⁺、Y³⁺、Z^-、W^2-是短周期元素X、Y、Z、W形成的离子，下图中的甲、乙、丙均是由上述四种离子中的两种组成的化合物．

回答下列问题：
（1）通常状况下，Z的单质是一种黄绿色气体，工业上常用电解溶液C的方法制备该单质，制备反应的化学方程式是______ H₂↑+Cl₂↑+2NaOH

Answer

X+、Y3+、Z-、W2-分别是短周期元素X、Y、Z、W形成的离子，Z的单质是一种黄绿色气体，则Z为Cl，则X为Na，由W2-可知，W为O或S，由Y3+可知，Y应为Al，结合图中转化可知，溶液A的pH＜7，溶液B的pH＞7，则甲为AlCl3，乙为Na2S或Na2O，溶液C的pH=7，则丙为NaCl，；
（1）通常状况下，Z的单质是一种黄绿色气体可判断出Z为Cl2；
（2）能与水反应反应后溶液的pH＜7，且满足X+、Y3+、Z-、W2-是短周期元素X、Y、Z、W形成的离子不难推出，甲为AlCl3；同样满足上述条件反应后溶液的pH＞7的盐为Na2S或Na2O．
【解析】
通常状况下，Z的单质是一种黄绿色气体可判断出Z为Cl2；能与水反应反应后溶液的pH＜7，且满足X+、Y3+、Z-、W2-是短周期元素X、Y、Z、W形成的离子不难推出，甲为AlCl3；同样满足上述条件反应后溶液的pH＞7的盐为Na2S或Na2O．
（1）工业上常用电解溶液C的方法制备该单质，C为NaCl，制备反应的化学方程式是2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH；
故答案为：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH；
（2）①溶液A的pH＜7，溶液B的pH＞7，则甲为AlCl3，乙为Na2S或Na2O，故答案为：AlCl3；Na2S或Na2O；
②若将溶液A与溶液B混合，A为AlCl3，B为Na2S或Na2O，混合反应产生白色沉淀，若B为氧化钠溶于水生成氢氧化钠，反应的离子方程式为：Al3++3OH-=Al（OH）3↓；若B为Na2S溶于水，铝离子和硫离子水解促进反应的离子方程式为：2Al3++3S2-+6H2O=2Al（OH）3↓+3H2S↑；若W2和Z-具有相同电子层结构，判断W为S元素，则乙为Na2S，电子式为：；
故答案为：Al3++3OH-=Al（OH）3↓或2Al3++3S2-+6H2O=2Al（OH）3↓+3H2S↑；；
（3）Y单质为Al，可用来制造Y-空气燃料电池，该电池通常以溶液C或氢氧化钾溶液为电解质溶液，通入空气的电极为正极，氧气得到电子生成氢氧根离子，正极电极反应为：
O2+2H2+4e-=4OH-；负极是Al失电子发生氧化反应，电极反应为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；
①正极电极反应是氧气得到电子发生的还原反应，电极反应为：O2+2H2+4e-=4OH-；
故答案为：O2+2H2+4e-=4OH-；
 ②正极电极反应为：O2+2H2+4e-=4OH-；负极是Al失电子发生氧化反应，电极反应为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；依据电子守恒嘉禾得到反应的化学方程式为：
4Al+3O2+4KOH=4KalO2+2H2O；
故答案为：4Al+3O2+4KOH=4KalO2+2H2O；