Question

20．W、X、Y、Z四種短周期元素在周期表中的位置如圖1所示，其中Y與鈉元素和氫元素均可形成原子個數1：1和1：2的化合物．
請回答下列問題．
（1）H₂Y₂的電子式為，Z在周期表中的位置第三周期ⅦA族．
（2）在圖2中，b的pH約為7，且含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，a為H₂Y₂的水溶液，旋開分液漏斗旋鈕，觀察到燒瓶中溶液呈藍色并有紅褐色沉淀生成．當消耗2molI^-時，共轉移3mol電子，該反應的離子方程式是2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃+2I₂．
（3）已知：298K時，金屬鈉與Y₂氣體反應，若生成1molNa₂Y固體時，放出熱量414kJ；若生成1molNa₂Y₂固體時，放出熱量511kJ．則由Na₂Y固體與Y₂氣體反應生成Na₂Y₂固體的熱化學方程式為Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol．
（4）有人設想利用原電池原理以氣體Z₂和氫氣制備一種重要的化工原料，同時獲取電能．假設這種想法可行，用石墨作電極材料，用稀鹽酸作電解溶液，則通入Z₂的電極為原電池的正極，其電極反應式為Cl₂+2e^-=2Cl^-．

Answer 1

分析 Y與鈉元素和氫元素均可形成原子個數1：1和1：2的化合物，則Y為O，結合W、X、Y、Z四種短周期元素在周期表中的位置可知，W為C，X為P，Z為Cl，
（1）H₂O₂為共價化合物，Cl的原子結構中有3個電子層，最外層電子數為7；
（2）消耗2molI^-時，共轉移3mol電子，結合電子守恒可知，亞鐵離子、碘離子失去電子；
（3）298K時，金屬鈉與Y₂氣體反應，若生成1molNa₂Y固體時，放出熱量414kJ，則2Na（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O（s）△H=-414kJ/mol①；
若生成1molNa₂Y₂固體時，放出熱量511kJ，則2Na（s）+O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-511kJ/mol②，由蓋斯定律可知，②-①得到Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）；
（4）用石墨作電極材料，用稀鹽酸作電解溶液，氯氣在正極得到電子．

解答 解：Y與鈉元素和氫元素均可形成原子個數1：1和1：2的化合物，則Y為O，結合W、X、Y、Z四種短周期元素在周期表中的位置可知，W為C，X為P，Z為Cl，
（1）H₂O₂為共價化合物，其電子式為；Cl的原子結構中有3個電子層，最外層電子數為7，位于第三周期ⅦA族，
故答案為：；第三周期ⅦA族；
（2）消耗2molI^-時，共轉移3mol電子，結合電子守恒可知，亞鐵離子、碘離子失去電子，離子反應為2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃+2I₂，
故答案為：2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃+2I₂；
（3）298K時，金屬鈉與Y₂氣體反應，若生成1molNa₂Y固體時，放出熱量414kJ，則2Na（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O（s）△H=-414kJ/mol①；
若生成1molNa₂Y₂固體時，放出熱量511kJ，則2Na（s）+O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-511kJ/mol②，由蓋斯定律可知，②-①得到Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s），
△H=-511kJ/mol-（-414kJ/mol）=-97kJ/mol，則熱化學方程式為Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol，
故答案為：Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol；
（4）用石墨作電極材料，用稀鹽酸作電解溶液，氯氣在正極得到電子，電極反應為Cl₂+2e^-=2Cl^-，故答案為：正極；Cl₂+2e^-=2Cl^-．

點評 本題考查位置、結構與性質的關系，為高頻考點，把握Y為O為推斷的突破口及物質的性質、發生的反應及化學反應原理是解本題關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度不大．