Question

短周期主族元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如圖所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）E的氫化物溶于水的濃溶液與E的最高價(jià)氧化物的水化物的鉀鹽溶液共熱能發(fā)生反應(yīng)，生成一種氣體單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）C有多種氧化物，其中甲的相對(duì)分子質(zhì)量最小．在一定條件下，2L甲氣體與0.5L氧氣相混合，若該混合氣體被足量的NaOH溶液完全吸收后沒有氣體殘留，所生成的含氧酸鹽的化學(xué)式是

 

．
（3）在298K下，A、B的單質(zhì)各1mol完全燃燒，分別放出熱量a kJ和b kJ．又知一定條件下，A的單質(zhì)能將B從它的最高價(jià)氧化物中置換出來(lái)，若此置換反應(yīng)生成3molB的單質(zhì)，則該反應(yīng)在298K下的△H=

 

．（注：題中所設(shè)單質(zhì)均為最穩(wěn)定單質(zhì)）
（4）要證明與D同主族相鄰元素F的非金屬性與E的非金屬性的強(qiáng)弱，正確、合理的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象應(yīng)該是

 

．
（5）用A、B的單質(zhì)作電極，C的最高價(jià)氧化物的水化物稀溶液作電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，寫出此原電池正極的電極反應(yīng)式

 

．（假設(shè)C只被還原至+2價(jià)）

Answer 1

考點(diǎn)：元素周期律和元素周期表的綜合應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：周期表中ⅡA、ⅢA不相鄰，圖中為相鄰的5個(gè)主族，由元素在周期表中位置，可知A為Al、B為C、C為N、D為O、E為Cl．
（1）濃鹽酸與KClO₄溶液共熱可以生成一種氣體單質(zhì)，該單質(zhì)為氯氣，還有水生成；
（2）氮元素有多種氧化物，其中甲的相對(duì)分子質(zhì)量最小，則甲為NO，在一定條件下，2L甲氣體與0.5L氧氣相混合，發(fā)生反應(yīng)：2NO+O₂═2NO₂，得到1L NO₂，剩余1L NO，被足量的NaOH溶液完全吸收后沒有氣體殘留，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算含氧酸鹽中N元素化合價(jià)，確定化學(xué)式；
（3）由題目信息可知，①4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-4akJ/mol，②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-bkJ/mol，一定條件下，A的單質(zhì)能將B從它的最高價(jià)氧化物中置換出來(lái)，發(fā)生反應(yīng)：4Al+3CO₂

一定條件  .

2Al₂O₃+3C，根據(jù)蓋斯定律計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)熱；
（4）與D同主族且相鄰的元素的非金屬為S，利用單質(zhì)之間的置換反應(yīng)可證明S和Cl的非金屬性強(qiáng)弱；
（5）用鋁和石墨作電極，硝酸稀溶液作電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，發(fā)生鋁和硝酸之間的氧化還原反應(yīng)，正極發(fā)生的是得電子的還原反應(yīng)，硝酸根在正極放電生成NO與水．

解答： 解：周期表中ⅡA、ⅢA不相鄰，圖中為相鄰的5個(gè)主族，由元素在周期表中位置，可知A為Al、B為C、C為N、D為O、E為Cl．
（1）鹽酸中的氯離子能夠被強(qiáng)氧化劑高氯酸鉀氧化為氯氣，反應(yīng)離子方程式為：8H⁺+7Cl^-+ClO₄^-

△   .

 4Cl₂↑+4H₂O，故答案為：8H⁺+7Cl^-+ClO₄^-

△   .

 4Cl₂↑+4H₂O；
（2）氮的氧化物中分子量最小的是NO，在一定條件下，2LNO氣體與0.5L氧氣相混合，發(fā)生反應(yīng)：2NO+O₂═2NO₂，得到1L NO₂，剩余1L NO，被足量的NaOH溶液完全吸收，令含氧酸中N元素化合價(jià)為a，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒：（a-2）=（4-a），故a=3，故生成NaNO₂，
故答案為：NaNO₂；
（3）在298K下，Al、C的單質(zhì)各1mol完全燃燒，分別放出熱量a kJ和b kJ，則熱化學(xué)方程式為：
①4Al（s）+3O₂（g）═2Al₂O₃（s）△H=-4aKJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-bKJ/mol
鋁單質(zhì)將碳從CO₂中置換出來(lái)生成3molC的單質(zhì)的方程式為：4Al+3CO₂

一定條件  .

2Al₂O₃+3C，
由蓋斯定律可知，①-②×3可得：4Al（s）+3CO₂（g）=2Al₂O₃（s）+3C（s），則△H=-4akJ/mol-（-bkJ/mol）×3=-（4a-3b）kJ/mol，
故答案為：-（4a-3b）kJ/mol；
（4）與D同主族且相鄰的元素的非金屬為S，則將氯氣（或氯水）滴入硫化鈉溶液中，有淡黃色沉淀生成可證明S和Cl的非金屬性強(qiáng)弱，
故答案為：將氯氣（或氯水）滴入硫化鈉溶液中，有淡黃色沉淀生成；
（5）用鋁和石墨作電極，硝酸稀溶液作電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，發(fā)生鋁和硝酸之間的氧化還原反應(yīng)，正極發(fā)生的是得電子的還原反應(yīng)，硝酸根在正極放電生成NO與水，正極電極反應(yīng)式為：NO₃^-+3e^-+4H⁺=NO↑+2H₂O，
故答案為：NO₃^-+3e^-+4H⁺=NO↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系應(yīng)用，根據(jù)元素的位置推斷元素是解題的關(guān)鍵，題目涉及離子方程式、氧化還原反應(yīng)、反應(yīng)熱計(jì)算、非金屬性比較、原電池等知識(shí)點(diǎn)，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．