Question

（14分）A、B、C、D四种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B与C为同一周期，A与D为同一主族，C元素的原子核外电子总数是电子层数的4倍，D是所在周期原子半径最大的元素。又知四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，一种是固体。请回答下列问题：

（1） D在元素周期表中的位置是______             。

（2） 由A、C两元素可以组成X、Y两种化合物，X在一定条件下可以分解成Y，X的电子式为____   。

（3） D与C形成的化合物可与Y反应生成单质Z，该反应的化学方程式为                   ；若有1 mol电子转移，生成Z的物质的量为                     mol。

（4） 写出实验室制备BA₃的化学方程式______________________        。将BA₃  通入溴水中可发生反应，生成一种单质和一种盐，写出该反应的离子方程式                                 。

（5） 已知B₂A₄可燃烧生成B的单质和Y，以B₂A₄、O₂、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池负极反应是_______________。以石墨为电极，用该电池电解100 mL饱和食盐水，一段时间后，在两极共收集到224 mL气体（标准状况下），此时溶液的pH是（忽略溶液体积的变化）________。

Answer

（1） 第三周期第ⅠA族 （1分）（2） （1分）

（3） 2 Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑（2分） 0.5（2分）

（4） 2 NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O（2分）2NH3 +3Br2=N2+6NH4++6Br-（2分）

（5） N2H4+4OH- -4e-==N2+4H2O （2分） 13（2分）

【解析】

试题分析：根据题意可推知：A是H；B是N；C是O；D是Na。（1） D在元素周期表中的位置是第三周期第ⅠA族；（2） 由A、C两元素可以组成X、Y两种化合物，X在一定条件下可以分解成Y，则X是H2O2，Y是H2O；X的电子式为；（3） D与C形成的化合物可与Y反应生成单质Z，则D与C形成的化合物是Na2O2，Z是O2，该反应的化学方程式为2 Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；根据方程式可知每产生1mol的O2，转移电子2mol，所以若有1 mol电子转移，生成Z的物质的量为0.5mol；（4） 在实验室制备NH3是用铵盐与碱共热来制取的，反应的化学方程式是2 NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；将BA3 通入溴水中可发生反应，生成一种单质和一种盐，根据电子守恒及原子守恒可得该反应的离子方程式是2NH3 +3Br2=N2+6NH4++6Br-；（5）在该燃料电池中，通入燃料N2H4的电极是负极，由于电解质是碱性物质，因此该电池负极反应是N2H4+4OH- -4e-=N2+4H2O，在整个闭合回路中电子转移数目相等，所以以石墨为电极，用该电池电解100 mL饱和食盐水，一段时间后，在两极共收集到224 mL气体n(H2)+n(Cl2)=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol,由于n(H2)=n(Cl2)，所以n(e-)=n(OH-) =0.005mol×2=0.01mol,c(OH-)=0.01mol÷0.1L=0.1mol/L,pH=13.

考点：考查元素及化合物的推断、气体的制法、原电池、电解池反应原理的应用、化学方程式的书写。