Question

有X、Y、Z、W四種短周期元素，原子序數依次增大．X的陽離子就是一個質子．Z、W在周期表內處于同一周期相鄰位置．它們的單質在通常狀況下均為無色氣體．Y原子的最外層電子數是次外層電子數的2倍．請回答：
（1）Z₂的電子式為

 

．
（2）將X₂、W₂按R如圖所示通入某燃料電池中，其中b電極為

 

（填正或負）極，該電極的電極反應式為

 

．
（3）X、Y兩種元素組成一種氣體，在標準狀況下密度為1.25g?L^-1，實驗室制取該氣體的化學方程式為

 

（4）由X、Y、Z、W四種元素組成的酸式鹽與足量的NaOH溶液在加熱條件下反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

分析：X、Y、Z、W四種短周期元素，原子序數依次增大．X的陽離子就是一個質子，則X為H；Y原子的最外層電子數是次外層電子數的2倍，Y為第二周期元素，最外層電子數為2×2=4，則Y為C，所以可知Z、W在周期表內處于同一周期相鄰位置，它們的單質在通常狀況下均為無色氣體，Z、W位于第二周期，分別為N、O．
（1）Z₂為氮氣，存在N≡N；
（2）氫氧燃料電池中，通氫氣一端為負極，通氧氣一端為正極，正極上氧氣得到電子；
（3）在標準狀況下密度為1.25g?L^-1，M=1.25×22.4=28，則該烴為C₂H₄，實驗室利用乙醇和濃硫酸反應制備；
（4）X、Y、Z、W四種元素組成的酸式鹽為NH₄HCO₃，與NaOH加熱反應生成氨氣、水和碳酸鈉．

解答：解：X、Y、Z、W四種短周期元素，原子序數依次增大．X的陽離子就是一個質子，則X為H；Y原子的最外層電子數是次外層電子數的2倍，Y為第二周期元素，最外層電子數為2×2=4，則Y為C，所以可知Z、W在周期表內處于同一周期相鄰位置，它們的單質在通常狀況下均為無色氣體，Z、W位于第二周期，分別為N、O．
（1）Z₂為氮氣，存在N≡N，其電子式為，故答案為：；
（2）氫氧燃料電池中，通氫氣一端為負極，通氧氣一端為正極，所以b為正極，正極上氧氣得到電子，電極反應為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：正；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）在標準狀況下密度為1.25g?L^-1，M=1.25×22.4=28，則該烴為C₂H₄，實驗室利用乙醇和濃硫酸反應制備，反應方程式為C₂H₅OH

濃硫酸

170℃

CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案為：C₂H₅OH

濃硫酸

170℃

CH₂=CH₂↑+H₂O；
（4）X、Y、Z、W四種元素組成的酸式鹽為NH₄HCO₃，與NaOH加熱反應生成氨氣、水和碳酸鈉，離子反應為NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-，
故答案為：NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-

△   .

NH₃↑+2H₂O+CO₃^2-．

點評：本題考查位置、結構、性質的關系及應用，元素的推斷為解答的關鍵，涉及電子式、原電池、離子反應及乙烯的制取等，綜合性較強，但題目難度不大．