Question

18．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(gè)數(shù)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）在如圖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(lán)色并有紅褐色沉淀生成．當(dāng)消耗2molI^-時(shí)，共轉(zhuǎn)移3mol電子，該反應(yīng)的離子方程式是2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃↓+2I₂．
（3）已知：298K時(shí)，金屬鈉與Y₂氣體反應(yīng)，若生成1molNa₂Y固體時(shí)，放出熱量414kJ；若生成1molNa₂Y₂固體時(shí)，放出熱量511kJ．則由Na₂Y固體與Y₂氣體反應(yīng)生成Na₂Y₂固體的熱化學(xué)方程式為Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol．
（4）有人設(shè)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(shí)獲取電能．假設(shè)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(yīng)式為Cl₂+2e^-=2Cl^-．

Answer 1

分析 W、X、Y、Z四種短周期元素，由元素在元素周期表中的位置，可知W、Y處于第二周期，X、Z處于第三周期，其中Y與鈉元素和氫元素均可形成原子個(gè)數(shù)l：1和1：2的化合物，則Y為O元素，可推知W為C元素、X為P、Z為Cl．
（1）H₂O₂分子中O原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)、H原子與O原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)；主族元素周期數(shù)=電子層數(shù)、主族族序數(shù)=最外層電子數(shù)；
（2）在圖2中，將H₂O₂的水溶液滴入含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，觀察到燒瓶中溶液呈藍(lán)色并有紅褐色沉淀生成，說明反應(yīng)生成氫氧化鐵與碘單質(zhì)．當(dāng)消耗2molI^-時(shí)，共轉(zhuǎn)移3mol電子，則參加反應(yīng)的Fe²⁺物質(zhì)的量為$\frac{3mol-2mol}{3-2}$=1mol，參加反應(yīng)H₂O₂的物質(zhì)的量=$\frac{3mol}{2×[（-1）-（-2）]}$=1.5mol，故Fe²⁺、H₂O₂、I^-的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=2：3：4，據(jù)此書寫；
（3）由題意可知：①2Na（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O（s）△H=-414kJ/mol
②2Na（s）+O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-511kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，②-①得Na₂O（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O₂（s）；
（4）氯氣獲得電子生成Cl^-，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)在原電池正極通入．

解答 解：W、X、Y、Z四種短周期元素，由元素在元素周期表中的位置，可知W、Y處于第二周期，X、Z處于第三周期，其中Y與鈉元素和氫元素均可形成原子個(gè)數(shù)l：1和1：2的化合物，則Y為O元素，可推知W為C元素、X為P、Z為Cl．
（1）H₂O₂分子中O原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)、H原子與O原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，其電子式為；Z為Cl元素，處于第三周期ⅦA族，
故答案為：；第三周期ⅦA族；
（2）在圖2中，將H₂O₂的水溶液滴入含有Fe²⁺和淀粉KI的水溶液，觀察到燒瓶中溶液呈藍(lán)色并有紅褐色沉淀生成，說明反應(yīng)生成氫氧化鐵與碘單質(zhì)．當(dāng)消耗2molI^-時(shí)，共轉(zhuǎn)移3mol電子，則參加反應(yīng)的Fe²⁺物質(zhì)的量為$\frac{3mol-2mol}{3-2}$=1mol，參加反應(yīng)H₂O₂的物質(zhì)的量=$\frac{3mol}{2×[（-1）-（-2）]}$=1.5mol，故Fe²⁺、H₂O₂、I^-的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=2：3：4，該反應(yīng)離子方程式為：2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃↓+2I₂，
故答案為：2Fe²⁺+3H₂O₂+4I^-=2Fe（OH）₃↓+2I₂；
（3）根據(jù)題意可知：①2Na（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Na₂O（s）△H=-414kJ/mol
②2Na（s）+O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-511kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，②-①得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）氯氣獲得電子生成Cl^-，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)在原電池正極通入，電極反應(yīng)式為：Cl₂+2e^-=2Cl^-，
故答案為：正；Cl₂+2e^-=2Cl^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用，推斷元素是解題關(guān)鍵，（3）中離子方程式書寫注意根據(jù)電子轉(zhuǎn)移計(jì)算確定化學(xué)計(jì)量數(shù)．