Question

短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置如图所示：B、D最外层电子数之和为12。回答下列问题：

（1）与元素B、D处于同一主族的第2-5周期元素单质分别与H₂反应生成1 mol气态氢化物对应的热量变化如下，其中能表示该主族第4周期元素的单质生成1 mol气态氢化物所对应的热量变化是_______（选填字母编号）。

a．吸收99.7kJ   b．吸收29.7kJ   c．放出20.6kJ    d．放出241.8 kJ

（2）DB₂通过下列工艺流程可制化工业原料H₂DB₄和清洁能源H₂。

①查得：

化学键	H－H	Br－Br	H－Br
键能(kJ/mol)	436	194	362

试写出通常条件下电解槽中发生总反应的热化学方程式：               。

②根据资料：

化学式	Ag2SO4	AgBr
溶解度（g）	0.796	8.4×10^-6

为检验分离器的分离效果，取分离后的H₂DB₄溶液于试管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反应，若观察到                        ，证明分离效果较好。

③在原电池中，负极发生的反应式为                                   。

④在电解过程中，电解槽阴极附近溶液pH            （填“变大”、“变小”或“不变”）。

⑤将该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：                                 。该生产工艺的优点有                            （答一点即可）。

（3）溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料阻燃剂等，回答下列问题：海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入________，将其中的Br^－氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br^－和BrO₃^－，其离子方程式为________________                        。

Answer

（1）b (2分)（2）① 2HBr（aq）＝Br2(aq) + H2(g) △H＝ +94 kJ/mol (2分)

② 无淡黄色沉淀出现，最终出现白色沉淀 (2分) ③ SO2 + 2H2O -2e-＝SO42- + 4H+ (2分)

④ 变大 (1分) ⑤ SO2 + 2H2O＝H2 + H2SO4(2分)

Br2被循环利用或能源循环供给或获得清洁能源；(1分)

（3）Cl2 (1分) 3Br2＋6CO32－＋3H2O＝5Br－＋ BrO3－＋6HCO3－(或生成CO2) (2分)

【解析】

试题分析：由短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置可知，A、B处于第二周期，C、D处于第三周期，B、D同种主族，B、D最外层电子数之和为12，故最外层电子数为6，故B为O元素，D为S元素，由位置关系可知，A为N元素，C为Si元素。

（1）Se与O元素同族元素，同主族自上而下非金属性减弱，单质与氢气反应剧烈程度减小，反应热增大（考虑符号），故生成1mol硒化氢（H2Se）反应热应排在第二位，应为+29.7kJ/mol，答案选b。

（2）①由工艺流程图可知，电解槽中电解HBr，生成H2与Br2，反应方程式为2HBr＝H2+Br2，由表中数据可知，△H＝362kJ/mol×2-436kJ/mol-194kJ/mol＝+94kJ/mol，故热化学方程式为2HBr（aq）＝Br2(aq) + H2(g) △H＝ +94 kJ/mol。

②分离后的H2SO4溶液于试管，向其中逐滴加入AgNO3溶液至充分反应，若观察到无淡黄色沉淀产生，最终生成白色沉淀，说明分离效果较好。

③在原电池中，负极发生氧化反应，SO2在负极放电生成H2SO4，电极反应式为SO2 + 2H2O -2e-＝SO42- + 4H+。

④在电解过程中，电解槽阴极发生还原反应，电极反应式为2H++2e-＝H2↑，氢离子浓度降低，溶液pH变大。

⑤原电池中电池总反应为SO2+Br2+2H2O＝H2SO4+2HBr，电解池中总反应为2HBr＝H2+Br2，故该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：SO2+2H2O＝H2SO4+H2，该生产工艺的优点：溴可以循环利用，获得清洁能源氢气。

（3）海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入氯气，将其中的Br-氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴在碳酸钠溶液的歧化可把反应理解为溴与水发生歧化，产生H+的被碳酸钠吸收，反应的离子方程式为3Br2＋6CO32－＋3H2O＝5Br－＋ BrO3－＋6HCO3－。

考点：考查元素推断、化学工艺流程、反应热、原电池及电解原理、海水提取溴等