Question

13．有A、B、C、D四種短周期元素，其原子序數依次增大．A、B可形成A₂B和A₂B₂兩種化合物，B、C同主族且可形成CB₂和CB₃兩種化合物．回答下列問題．
（1）B在周期表中的位置第二周期ⅥA族．
（2）金屬元素E是中學化學常見元素，位于元素周期表的第四周期．該元素可與D形成ED₂和ED₃兩種化合物．將E的單質浸入ED₃溶液中（如圖甲所示），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⁺．
（3）依據（2）中的反應，可用單質E和石墨為電極設計一個原電池，則在該原電池工作時，石墨一極發生的反應可以表示為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺．比較甲、乙兩圖，說明石墨除形成閉合回路外所起的作用是石墨為正極，使還原反應和氧化反應在電解質溶液中的不同區域內發生．

Answer 1

分析 有A、B、C、D四種短周期元素，其原子序數依次增大，A、B可形成A₂B和A₂B₂兩種化合物，可能為H₂O、H₂O₂或Na₂O、Na₂O₂，可推知A為H元素，B為O元素，B、C同主族且可形成CB₂和CB₃兩種化合物，應為SO₂和SO₃，則C為S元素，故D應為Cl元素．
（1）主族元素周期數=電子層數、主族族序數=最外層電子數；
（2）金屬元素E是中學化學常見元素，位于元素周期表的第四周期，該元素可與D形成ED₂和ED₃兩種化合物，則E為Fe元素，Fe與氯化鐵反應生成氯化亞鐵；
（3）石墨--鐵在氯化鐵電解質溶液中形成原電池，Fe為負極，失去電子生成Fe²⁺，石墨為正極，Fe³⁺離子在正極獲得電子生成Fe²⁺．

解答 解：有A、B、C、D四種短周期元素，其原子序數依次增大，A、B可形成A₂B和A₂B₂兩種化合物，可能為H₂O、H₂O₂或Na₂O、Na₂O₂，可推知A為H元素，B為O元素，B、C同主族且可形成CB₂和CB₃兩種化合物，應為SO₂和SO₃，則C為S元素，故D應為Cl元素．
（1）B為O元素，原子核外有2個電子層，最外層電子數為6，處于周期表中：第二周期ⅥA族，
故答案為：第二周期ⅥA族；
（2）金屬元素E是中學化學常見元素，位于元素周期表的第四周期，該元素可與D形成ED₂和ED₃兩種化合物，則E為Fe元素，將Fe浸入到FeCl₃中，發生反應為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，溶液由黃色逐漸變為淺綠色，
故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（3）石墨--鐵在氯化鐵電解質溶液中形成原電池，Fe為負極，失去電子生成Fe²⁺，負極電極反應式為：Fe-2e^-=Fe²⁺，石墨為正極，Fe³⁺離子在正極獲得電子生成Fe²⁺，正極電極反應式為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，使還原反應和氧化反應在電解質溶液中的不同區域內發生，
故答案為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；石墨為正極，使還原反應和氧化反應在電解質溶液中的不同區域內發生．

點評 本題考查結構性質位置關系應用、電化學知識，題目難度不大，推斷元素的種類為解答關鍵，注意理解掌握電極反應式的書寫．