Question

A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大。其中A、D元素同主族，B、

C元素同周期；由A、B、C、D中的两种元素可形成原子个数比为1:1的多种化合物，甲、乙、丙、丁为其中的四种，它们的元素组成如下表所示：

化合物	甲	乙	丙	丁
组成元素	B、C	A、C	A、D	C、D

常温下，甲物质为气体，密度略小于空气；乙物质为液体；丙物质和丁物质为固体且都为离子化合物。请填写下列空白：

（1）丙物质的化学式为           ，丁物质中阴离子与阳离子的个数之比为          。

（2）研究表明乙物质具有弱酸性，则乙物质在水中的电离方程式为                。

（3）某同学设计了一个以结构简式为 BA₃－CA的物质为燃料的电池，并用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO₄的混合溶液，其装置如下图：

①写出ⅰ中通入该物质这一极的电极反应式                             。

②理论上ⅱ中两极所得气体的体积随时间变化的关系如坐标图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t₁后，石墨电极上的电极反应式          ；原混合液中CuSO₄溶液物质的量浓度为     mol/L。

Answer

（1）NaH，1:2；（2）H2O2 H++HO2－；(HO2－H+ +O22－可以不写第二步电离)；（3）① CH3OH － 6e－+ 8OH－= CO32－+ 6H2O；② 4OH－－ 4e－= O2↑+ 2H2O (或2 H2O － 4e－= O2↑+4 H+)，0.1。

【解析】

试题分析：（1）乙物质为液体，则乙为H2O或H2O2，因为形成1：1化合物，因此乙为H2O2，A为H，C为O，B、C为同周期，且甲为气体，密度略小于空气，形成1：1的化合物，则甲为CO，B：C，丙丁物质均为离子化合物，且A、D同主族，则D：Na，丁为Na2O2，（1）根据上述推断，丙为NaH，丁是过氧化钠，其电子式为：，则阴阳离子个数比为1：2；（2）H2O2属于二元弱酸，电离时应分步电离：H2O2 H++HO2－、HO2－H+ +O22－；（3）i是甲醇的燃料电池，通甲醇的一极作负极，环境是碱性环境，则负极电极反应式为：CH3OH － 6e－+ 8OH－= CO32－+ 6H2O；②铁作阴极，其电极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu、2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，石墨作阳极，其电极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑、2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，t1时刻以后石墨电极反应式为：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，根据图像0～t1时刻，铁电极上电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，石墨电极上电极反应式为：2Cl－－2e－=Cl2↑、2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，t1～t3时刻，铁电极上反应式为：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，石墨电极反应式：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，根据得失电子数目守恒，t1～t3时刻，铁电极上共产生氢气672mL，则此时转移电子物质的量为672×10－3×2/22.4mol=0.06，则此时阳极上产生氧气的物质的量为0.06/4mol=0.015mol，0～t1时刻阳极上共产生气体0.015mol，根据得失电子数目守恒，求的c(Cu2＋)=0.02mol/200×10－3mol·L－1=0.1mol·L－1。

考点：考查元素周期表、原电池工作原理、电解原理等知识。