Question

有原子序數(shù)依次增大的4種短周期元素X、Y、Z、W，已知：
①X與Z、Y與W分別同主族；
②X、Z、W分別與Y都能形成兩種常見的化合物；
③Y的陰離子與Z的陽離子核外電子排布相同，試根據(jù)以上敘述填空：
（1）寫出由Y與Z形成的化合物Z₂Y₂的電子式：

，WY₂與X₂Y₂反應生成粘稠油狀液體的化學方程式：

H₂O₂+SO₂=H₂SO₄

（2）用離子方程式表示只含X、Z、W三種元素的化合物的水溶液呈堿性的原因：

亞硫酸氫鈉是強堿弱酸酸式鹽，亞硫酸氫根離子水解而使其溶液呈堿性

（3）有兩種化合物都只含上述四種元素，它們在水溶液中發(fā)生反應生成氣體的離子方程式為：

H⁺+HSO₃^-=H₂O+SO₂↑

（4）X、Y兩種元素的單質已經(jīng)被應用于飛船的燃料電池中，如圖所示，兩個電極都由多孔性碳構成，通入的兩種單質由空隙逸出并在電極表面放電．①a是裝置的

負

極．②b極上的電極反應式是

O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-

．

Answer 1

分析：有原子序數(shù)依次增大的4種短周期元素X、Y、Z、W，①X與Z、Y與W分別同主族，③Y的陰離子與Z的陽離子核外電子排布相同，則Y是第二周期元素，Z和W是第三周期元素，且Z是金屬元素，②X、Z、W分別與Y都能形成兩種常見的化合物，形成的化合物中都含有變價元素，第三金屬元素Z和Y能形成兩種化合物，則Z是Na元素，Y是O元素，W是S元素，X是H元素，結合物質的結構和性質分析解答．

解答：解：有原子序數(shù)依次增大的4種短周期元素X、Y、Z、W，①X與Z、Y與W分別同主族，③Y的陰離子與Z的陽離子核外電子排布相同，則Y是第二周期元素，Z和W是第三周期元素，且Z是金屬元素，②X、Z、W分別與Y都能形成兩種常見的化合物，形成的化合物中都含有變價元素，第三金屬元素Z和Y能形成兩種化合物，則Z是Na元素，Y是O元素，W是S元素，X是H元素，
（1）由O與Na形成的化合物Na₂O₂的電子式：，二氧化硫具有還原性，雙氧水具有氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應生成硫酸，反應方程式：H₂O₂+SO₂=H₂SO₄，
故答案為：；H₂O₂+SO₂=H₂SO₄；
（2）用離子方程式表示只含H、Na、S三種元素的化合物是亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫鈉是強堿弱酸酸式鹽，亞硫酸氫根離子水解而使其溶液呈堿性，水解方程式為：HSO₃^-+H₂O=H₂SO₃+OH^-，
故答案為：亞硫酸氫鈉是強堿弱酸酸式鹽，亞硫酸氫根離子水解而使其溶液呈堿性；
（3）有兩種化合物都只含上述四種元素，它們在水溶液中發(fā)生反應生成氣體，則兩種化合物分別是亞硫酸氫鈉和硫酸氫鈉，二者反應的離子方程式為：H⁺+HSO₃^-=H₂O+SO₂↑，
故答案為：H⁺+HSO₃^-=H₂O+SO₂↑；
（4）X、Y兩種元素的單質分別是氫氣和氧氣，氫氧燃料電池中，通入氫氣的電極是負極，通入氧氣的電極是正極，負極上氫氣失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，所以①a是裝置的負極，②b極是正極，正極上的電極反應式是O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：負；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

點評：本題考查了元素位置結構性質的相互關系，涉及離子方程式的書寫、鹽類水解、原電池原理等知識點，正確推斷元素解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質溶液的酸堿性．