Question

元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。

I．请根据下表中短周期元素的原子半径和主要化合价，回答表后问题。

	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧
原子半径(10^-10 m)	0.74	1.60	0.53	1.10	0.99	1.11	0.75	1.43
最高或最低化合价		+2	+1	+5	+7	+2	+5	+3
-2			-3	-1		-3

(1)元素①在周期表中的位置为________。

(2)元素①、⑦的氢化物的稳定性由强到弱的顺序为_________(填化学式)；

(3)元素①、③形成的18电子化合物的电子式为______；

(4)元素②、⑧的最高价氧化物对应的水化物中，碱性较强的是______(填化学式)；

(5)元素⑤、⑧的最高价氧化物对应的水化物的水溶液反应的离子方程式为_________。

II．以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。

(6)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄===2PbSO₄＋2H₂O。铅蓄电池放电时正极是__(填物质化学式)。若电解液体积为2L(反应过程溶液体积变化忽略不计)，放电过程中外电路中转移3mol电子，则硫酸浓度由5mol/L下降到___mol/L。

(7)甲醛(HCHO)燃料电池的工作原理如下图所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为________；

②该电池工作时，电子的流向为___________(填“从左到右”或“从右到左”)；

③右侧电极的电极反应方程式为___________。

Answer

第二周期VIA H2O>NH3 Mg(OH)2 H+ + Al(OH)3 == Al3+ + 3H2O PbO2 3.5 甲醛 从左到右 O2 +4e- +4H+=2H2O

【解析】

I．元素②和元素⑥最高正价均为+2价，应为第ⅡA族元素，②的半径比⑥大，所以②为Mg元素，⑥为Be元素；①的最低负价为-2价，且半径比Be小，则①应为O元素；③最高正价为+1价，且半径比O小，则③为H元素；④和⑦最高正价为+5价，最低负极为-3价，且④的半径大于⑦，则④为P元素，⑦为N元素；⑤的最高正价为+7价，最低负价为-1价，则⑤为Cl元素；⑧的最高正价为+3价，且半径大于P小于Mg，所以⑧为Al元素；

(7)根据氢离子流向可知左侧为原电池的负极，右侧为原电池的正极，甲醛燃料电池的总反应为2HCHO+O2=CO2↑+2H2O，左侧通入HCHO，右侧通入O2。

(1)①为O元素，原子序数为8，位于周期表中第二周期VIA族；

(2)非金属性O＞N，非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，则稳定性：H2O＞NH3；

(3)元素H、O形成的18电子化合物为H2O2，双氧水为共价化合物，其电子式为；

(4)金属性Mg＞Al，则元素Mg、Al的最高价氧化物对应的水化物中，碱性较强的是Mg(OH)2；

(5)元素Cl的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸，元素Al的最高价氧化物对应水化物为氢氧化铝，氢氧化铝与高氯酸反应的离子方程式为：3H++Al(OH)3=Al3++3H2O；

(6)铅蓄电池放电时为原电池，原电池正极得电子发生还原反应，根据总反应可知放电时PbO2被还原，所以PbO2为正极；根据总反应可知每转移2mol电子消耗2mol硫酸，所以转移3mol电子时，消耗3mol硫酸，浓度下降到=3.5mol/L；

(7)①左侧为电池负极，甲醛燃料电池中甲醛被氧化，所以b口通入甲醛；

②原电池工作时电极由负极经外电路流向正极，即从左到右；

③右侧为原电池正极，氧气被氧化结合氢离子生成水，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。