Question

14．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子結構和元素的性質．如圖1是元素周期表的一部分．

Ⅰ．（1）陰影部分元素N在元素周期表中的位置為第二周期VA族．
（2）請根據元素周期律進行推導：（用“＞”或“＜”表示）；
①酸性強弱：H₃AsO₄＜ H₃PO₄；沸點：HF＞ HCl
②根據同主族元素性質的相似性和遞變性來對元素進行預測，關于Se的預測正確的是B
A．常溫下Se單質是氣體            B．Se最高價氧化物的水化物能和NaOH發生反應
C．氫化物的化學式為H₃Se           D．常見的氧化物只有SeO₃
③在一定條件下，S與H₂反應有一定限度（可理解為反應進行的程度），請判斷：在相同條件下Se與H₂反應的限度比S與H₂反應限度更�。ㄟx填“更大”、“更小”或“相同”）．
Ⅱ．（1）Fe是中學化學常見元素，位于元素周期表的第四周期，將Fe浸入FeCl₃溶液中，溶液由黃色逐漸變為淺綠色，該反應的離子方程式為Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺．若將以上反應設計成原電池，請寫出負極反應方程式Fe-2e-=Fe²⁺
（2）燃料電池是目前正在探索的一種新型電池，它的工作原理是在燃料燃燒過程中將化學能直接轉化為電能，甲烷燃料電池是目前已經使用的一種很有前途的能源利用方式．圖2是以硫酸為電解質溶液的甲烷燃料電池的原理示意圖，則正極的電極反應式為O₂+4H⁺+4e-=2H₂O，該電池工作過程中，H⁺的移動方向為從左到右（填“左”或“右”），若在電池工作過程中生成CO₂4.48L（標準狀況下測定），則燃料電池中轉移的電子為1.6mol．

Answer 1

分析 I．（1）陰影部分為周期表第ⅤA族，N元素處于第二周期VA族；
（2）①元素的非金屬性越強，對應的最高價氧化物的水化物的酸性越強；
HF分子之間含有氫鍵，沸點高于HCl；
②Se處于VIA族，沸點高于硫，最高價氧化物對應水化物為H₂SeO₄，能與氫氧化鈉發生中和反應，其氫化物為H₂Se，見的氧化物有SeO₂、SeO₃；
③元素的非金屬性越小，單質的氧化性越弱，與H₂反應限度越��；
Ⅱ．（1）Fe與FeCl₃溶液反應生成FeCl₂，原電池負極發生氧化反應，Fe在負極失去電子生成Fe²⁺；
（2）正極發生還原反應，氧氣在正極獲得電子，酸性條件下生成水；
原電池中陽離子由原電池的負極向原電池的正極移動；
計算二氧化碳的物質的量，根據C元素化合價變化計算轉移電子．

解答 解：I．（1）陰影部分為周期表第ⅤA族，N元素處于第二周期VA族，故答案為：第二周期VA族；
（2）①非金屬性非金屬性P＞As，元素的非金屬性越強，對應的最高價氧化物的水化物的酸性越強，故酸性：H₃AsO₄＜H₃PO₄；HF分子之間含有氫鍵，沸點高于HCl，
故答案為：＜；＞；
②A．Se處于VIA族，沸點高于硫，常溫下Se單質是固體，故A錯誤；
B．最高價氧化物對應水化物為H₂SeO₄，能與氫氧化鈉發生中和反應，故B正確；
C．最低負化合價為-2，氫化物為H₂Se，故C錯誤；
D．由硫元素氧化物可知，Se常見的氧化物有SeO₂、SeO₃，故D錯誤；
故選：B；
③非金屬性Se＜S，元素的非金屬性越小，單質的氧化性越弱，與H₂反應限度越��；
故答案為：更小；
Ⅱ．（1）Fe與FeCl₃溶液反應生成FeCl₂，反應離子方程式為：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，原電池負極發生氧化反應，Fe在負極失去電子生成Fe²，負極電極反應式為：Fe-2e-=Fe²⁺，
故答案為：Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺；Fe-2e-=Fe²⁺；
（2）正極發生還原反應，氧氣在正極獲得電子，酸性條件下生成水，正極電極反應式為：O₂+4H⁺+4e-=2H₂O；
原電池中陽離子由原電池的負極向原電池的正極移動，由圖可知左側為負極，右側為正極，故該電池工作過程中，H⁺的移動方向為從左向右移動；
二氧化碳的物質的量為$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，C元素化合價由-4價升高為+4價，轉移電子為0.2mol×8=1.6mol，
故答案為：O₂+4H⁺+4e-=2H₂O；左；右；1.6．

點評 本題考查元素周期表與元素周期律、原電池等，屬于拼合型題目，側重于考查學生綜合運用化學知識的能力，題目難度不大，注意相關基礎知識的積累．