Question

19．現有A、B、C、D、E五種短周期元素，已知：①元素的原子序數按A、B、C、D、E依次增大，原子半徑按D、E、B、C、A順序依次減��；②A、D同主族，A是所有元素中原子半徑最小的元素；③通常狀況下，A₂、B₂、C₂三種單質均為常見無色氣體；④B、D、E三者的最高價氧化物對應的水化物依次為甲、乙、丙，它們兩兩之間均可反應生成可溶性鹽和水，且所得鹽中均含C元素．請填寫下列空白：
（1）BA₃的電子式
（2）將A₂、C₂按圖所示通入某燃料電池中，其中，b電極為正極（填“正”或“負”），電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
（3）E單質與乙的溶液反應生成物質丁和A₂氣體，寫出反應的離子方程式2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑
（4）用石墨作電極，電解上述丁的水溶液500mL，兩極產生氣泡．持續電解一段時間后停止通電，在整個過程中陽極附近的溶液還可觀察到的現象是有白色沉淀產生，又逐漸溶解：解釋此現象的離子方程式是AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓\Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O當電路中通過amol電子時，陰、陽兩極共產生氣體16.8aL（標準狀況）．

Answer 1

分析 現有A、B、C、D、E五種短周期元素，A是所有元素中原子半徑最小的元素，則A為H元素；A、D同主族，原子序數形成大于2，故D為Na；通常狀況下，A₂、B₂、C₂三種單質均為常見無色氣體，C的原子序數大于B，故B為N元素、C為O元素；B、D、E三者的最高價氧化物對應的水化物依次為甲、乙、丙，它們兩兩之間均可反應生成可溶性鹽和水，應是氫氧化鋁、強酸、強堿之間的反應，故E為Al元素，據此解答．

解答 解：現有A、B、C、D、E五種短周期元素，A是所有元素中原子半徑最小的元素，則A為H元素；A、D同主族，原子序數形成大于2，故D為Na；通常狀況下，A₂、B₂、C₂三種單質均為常見無色氣體，C的原子序數大于B，故B為N元素、C為O元素；B、D、E三者的最高價氧化物對應的水化物依次為甲、乙、丙，它們兩兩之間均可反應生成可溶性鹽和水，應是氫氧化鋁、強酸、強堿之間的反應，故E為Al元素．
（1）BA₃為NH₃，電子式為：，故答案為：；
（2）將H₂、O₂按圖所示通入某燃料電池中，氧氣發生還原反應，故b電極為正極，電極反應式為 O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：正；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（3）Al與NaOH的溶液反應生成物質丁和H₂氣體，反應的離子方程式為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）用石墨作電極，電解上述NaAlO₂的水溶液500mL，兩極產生氣泡，陽極是氫氧根離子放電生成氧氣，陰極是氫離子放電生成氫氣，陽極還會發生反應：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，持續電解一段時間后停止通電，在整個過程中陽極附近的溶液還可觀察到的現象是：有白色沉淀產生，又逐漸溶解，發生總反應為：2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，當電路中通過amol電子時，陰、陽兩極共產生氣體為3mol×$\frac{amol}{4mol}$=0.75amol，體積為0.75amol×22.4L/mol=16.8a L，
故答案為：有白色沉淀產生，又逐漸溶解；AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；16.8a．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，推斷元素是解題關鍵，側重對化學用語及原電池、電解池的考查，難度中等．