Question

3．V、W、X、Y、Z是原子序數依次遞減的五種常見元素．X元素是地殼中含量最多的元素，Y、Z組成的氣態化合物M的水溶液呈堿性，W的單質在X₂中燃燒產物可使品紅溶液褪色，V是一種歷史悠久、應用最廣泛的金屬元素．請回答：
（1）Y元素在周期表中的位置是第二周期VA族；寫出X、Z兩種元素組成的化合物Z₂X₂的電子式．
（2）X、Y、Z三種元素可組成一種強酸U，M在適當條件下被U吸收生成一種鹽．該鹽的水溶液的pH小于7（填“大于”、“小于”或“等于”）；原因是（用離子方程式表示）NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺．
（3）若將V金屬投入到鹽酸溶液中，生成了淺綠色溶液N，N的酸性溶液與雙氧水反應的離子方程式：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O．
（4）有人設想尋求合適的催化劑和電極材料，以Y₂、Z₂為電極反應物，以HCl-NH₄Cl溶液為電解質溶液制造新型燃料電池，試寫出該電池的正極電極反應式N₂+8H⁺+6e^-=2NH₄⁺；放電時溶液中H⁺向正（填“正”或“負”）極．

Answer 1

分析 V、W、X、Y、Z是原子序數依次遞減的五種常見元素．X元素是地殼中含量最多的元素，則X為O元素；Y、Z組成的氣態化合物M的水溶液呈堿性，可推知Y為N元素、Z為H元素，M為NH₃；W的單質在X₂中燃燒產物可使品紅溶液褪色，可推知W為S元素；V是一種歷史悠久、應用最廣泛的金屬元素，則V為Fe元素，以此解答該題．

解答 解：V、W、X、Y、Z是原子序數依次遞減的五種常見元素．X元素是地殼中含量最多的元素，則X為O元素；Y、Z組成的氣態化合物M的水溶液呈堿性，可推知Y為N元素、Z為H元素，M為NH₃；W的單質在X₂中燃燒產物可使品紅溶液褪色，可推知W為S元素；V是一種歷史悠久、應用最廣泛的金屬元素，則V為Fe元素，
（1）Y為N元素，在周期表中的位置是：第二周期第ⅤA族，X、Z兩種元素組成的化合物H₂O₂的電子式為，
故答案為：第二周期VA族；；
（2）O、N、H三種元素可組成一種強酸U為HNO₃，氨氣在適當條件下被HNO₃吸收生成NH₄NO₃，該鹽的水溶液中NH₄⁺離子水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，破壞水的電離平衡，溶液呈酸性，溶液pH小于7，
故答案為：小于；NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；
（3）將Fe投入到鹽酸溶液中，生成了淺綠色FeCl₂溶液，雙氧水具有強氧化性，酸性條件下將亞鐵離子氧化為鐵離子，同時生成水，FeCl₂的酸性溶液與雙氧水反應的離子方程式為2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）以N₂、H₂為電極反應物，以HCl-NH₄Cl溶液為電解質溶液制造新型燃料電池，正極發生還原反應，氮氣在正極獲得電子，酸性條件下生成NH₄⁺，該電池的正極電極反應式為：N₂+8H⁺+6e^-=2NH₄⁺，放電時溶液中H⁺向正極移動，
故答案為：N₂+8H⁺+6e^-=2NH₄⁺；正．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，題目難度中等，推斷元素的種類是關鍵，注意電極反應式的書寫．