Question

（10分）有A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大。A、B可形成A₂B和A₂B₂两种化合物，B、C同主族且可形成CB₂和CB₃两种化合物。回答下列问题。

（1）B在周期表中的位置______________。

（2）CB₂通入A₂B₂溶液中可被氧化为W，方程式为____________。用W的溶液（体积为1L，假设变化前后溶液体积变化忽略不计）组装成原电池（如图所示）

电池总反应可表示为：PbO₂ +Pb+ 2W ＝ 2PbSO₄ + 2H₂O 。若电池中转移0．1 mol电子时，则W的浓度由质量分数39 % （密度1．3 g·cm^－3）变为____________mol·L^－1。

（3）金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED₂和ED₃两种化合物。将E的单质浸入ED₃溶液中（如下图甲所示），溶液由黄色逐渐变为浅绿色，该反应的离子方程式为_________________________。

（4）依据（3）中的反应，可用单质E和石墨为电极设计一个原电池，则在该原电池工作时，石墨一极发生的反应可以表示为________________。比较甲、乙两图，说明石墨除形成闭合回路外所起的作用是                      。

Answer

（10分）

（1）第二周期ⅥA族 （2）SO2 + H2O2 = H2SO4

Pb—2e + SO42 === PbSO4 5．07 mol/L

（3）Fe +2Fe3+ === 3Fe2+ （4）2Fe3++2e === 2Fe2+

使还原反应和氧化反应在电解质溶液中的不同区域内发生

【解析】

试题分析：A、B可形成A2B和A2B2两种化合物，中学常见的是H2O、H2O2 或Na2O、Na2O2 ，A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大，则A为H元素，B为O元素，B、C同主族且可形成CB2和CB3两种化合物，应为SO2 和SO3，则C为S元素，D应为Cl元素。

（1）B为O元素，在周期表中的位置是第二周期ⅥA族；

（2）CB2为SO2，A2B2为H2O2 ，H2O2具有强氧化性，能将SO2 氧化成硫酸，则CB2通入A2B2溶液中可被氧化为W，化学方程式为SO2 + H2O2 = H2SO4，W为H2SO4 ，可形成铅蓄电池，负极反应为Pb—2e + SO42 == PbSO4，根据PbO2 +Pb+ 2H2SO4 ＝ 2PbSO4 + 2H2O 转移电子2e，所以若电池中转移0．1 mol电子时，消耗硫酸0．1mol，1L质量分数为39 % ，密度1．3 g·cm－3的硫酸的物质的量为（1000×1．3×39%）÷98×1=5．17mol，所以硫酸的浓度变为（5．17-0．1）÷1=5．07 mol/L。

（3）金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期．该元素可与D形成ED2和ED3两种化合物，则E为Fe元素，将Fe浸入到FeCl3中，发生反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，溶液由黄色逐渐变为浅绿色。

（4）石墨—铁在氯化铁电解质溶液中形成原电池，铁做负极，发生反应为Fe-2e-=Fe2+，在正极上得电子被还原，发生反应为2Fe3++2e-=2Fe2+，氧化反应和还原反应分别在不同极上发生，所以石墨除形成闭合回路外所起的作用是使还原反应和氧化反应在电解质溶液中的不同区域内发生．

考点：考查元素的推断，铁及其化合物的性质，原电池的工作原理。