Question

11．A、B、C、D、E、F、G是核電荷數依次增大的短周期主族元素，A元素原子的核外電子數、電子層數和最外層電子數均相等，元素B的一種常見單質可做惰性電極材料，C、D、G三種元素在周期表中的相對位置如圖①所示，C、D、F的質子數之和等于E、G的質子數之和．E、F為金屬元素，只有G元素的單質能與水反應生成兩種酸．甲、乙、M、W、X、Y、Z七種物質均由A、C、D三種元素中的一種或幾種組成，其中只有M分子同時含有三種元素；W為A、C兩元素組成的18電子分子，可作火箭燃料；甲、乙為非金屬單質．它們之間的轉化關系如圖②所示．

C	D
		G

請回答下列問題：
（1）Z的化學式為NO₂．乙的結構式為N≡N．
（2）B的最高價氧化物的電子式為．
（3）用電子式表示A元素和E元素形成化合物的過程：．
（4）G的單質與水反應的離子方程式Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO．
（5）F的單質與E的最高價氧化物的水化物反應的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（6）W空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液．W空氣燃料電池放電時負極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F、G是核電荷數依次增大的短周期主族元素，A元素原子的核外電子數、電子層數和最外層電子數均相等，則A為H元素；元素B的一種常見單質可做惰性電極材料，則B為碳元素；由C、D、G三種元素在周期表中的相對位置，可知C、D處于第二周期，G處于第三周期，只有G元素的單質能與水反應生成兩種酸，則G為Cl，可推知C為N、D為O、G為Cl，設F原子序數為f、E的原子序數為e，由C、D、F的質子數之和等于E、G的質子數之和，則7+8+f=17+e，整理得f=e+2，E、F為金屬元素，為Na、Mg、Al中的2種，故E為Na、F為Al．
甲、乙、M、W、X、Y、Z七種物質均由H、N、O三種元素中的一種或幾種組成，W為H、N兩元素組成的18電子分子，可作火箭燃料，則W為N₂H₄，甲、乙為非金屬單質，乙可以與甲連續發生反應，可推知甲為O₂，乙為N₂，則Y為NO，Z為NO₂，X為H₂O，M為HNO₃，據此解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F、G是核電荷數依次增大的短周期主族元素，A元素原子的核外電子數、電子層數和最外層電子數均相等，則A為H元素；元素B的一種常見單質可做惰性電極材料，則B為碳元素；由C、D、G三種元素在周期表中的相對位置，可知C、D處于第二周期，G處于第三周期，只有G元素的單質能與水反應生成兩種酸，則G為Cl，可推知C為N、D為O、G為Cl，設F原子序數為f、E的原子序數為e，由C、D、F的質子數之和等于E、G的質子數之和，則7+8+f=17+e，整理得f=e+2，E、F為金屬元素，為Na、Mg、Al中的2種，故E為Na、F為Al．
甲、乙、M、W、X、Y、Z七種物質均由H、N、O三種元素中的一種或幾種組成，W為H、N兩元素組成的18電子分子，可作火箭燃料，則W為N₂H₄，甲、乙為非金屬單質，乙可以與甲連續發生反應，可推知甲為O₂，乙為N₂，則Y為NO，Z為NO₂，X為H₂O，M為HNO₃．
（1）由上述分析可知，Z的化學式為NO₂，乙為N₂，其結構式為N≡N，
故答案為：NO₂；N≡N；
（2）B為碳元素，最高價氧化物為CO₂，電子式為，
故答案為：；
（3）A元素和E元素形成化合物為NaH，屬于離子化合物，用電子式表示NaH形成過程為：，
故答案為：；
（4）氯氣與水反應生成HCl與HClO，離子方程式為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，
故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO；
（5）E的最高價氧化物的水化物為NaOH，鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（6）負極發生氧化反應，N₂H₄在負極失去電子，堿性條件下生成氮氣與水，負極電極反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O．

點評 本題考查元素化合物的推斷，推斷元素是解題關鍵，側重對化學用語的考查，是對學生綜合能力的考查，難度中等．