Question

短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如右图所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛。

	X	Y	Z
W

 

（1）X元素在元素周期表中的位置___? __________。

（2）X、Y、Z元素的氢化物均有两种或两种以上，其中一定条件下，液态YH3与液态H2Z可以发生类似方式电离，则液态YH3中阴离子的电子式为_______________。

（3）超细WY粉末被应用于大规模集成电路领域。其制作原理为W2Z3、Y2、X在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1∶1；其反应的化学方程式为????????????????????????????? _。

（4）以W为材料制成的容器在空气中具有自我保护作用，这种容器____（填“能”或“不能”）用来腌制咸菜，原因是_________________________________________。

（5）某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中Z2-可以在固体介质NASICON中自由移动。则负极的反应式___________。

关于该电池的下列说法，正确的是______

A．工作时电极b作正极，Z2- 通过固体介质NASICON由电极b流向电极a

B．工作时电流由电极a通过传感器流向电极b

C．传感器中通过的电流越大，尾气中XZ的含量越高

（6）由元素X与元素Z组成的某种阴离子具有还原性，能被酸性KMnO4氧化，请填写相应的离子，并给予配平：。

 

Answer 1

【答案】

（1）第二（或2）周期ⅣA 族（2分） （2）（2分）

（3）Al2O3 + N2 + 3C 2AlN + 3CO（2分）

（4）不能（1 分）；氯离子会破坏铝表面氧化膜（2分）

（5）CO + O2- ―2e-＝CO2（2分）；AC（2分）

（6）（2分）

【解析】

试题分析：短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，根据元素的相对位置可知，W应该是第三周期元素，所以W一定是铝元素，则X、Y、Z分别是C、N、O。

（1）碳元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅣA 族。

（2）一定条件下，液态YH3与液态H2Z可以发生类似方式电离，则根据水的电离方程式H2O＋H2OH3O＋＋OH－可知，液态YH3的电离方程式为NH3＋NH3NH4＋＋NH2－，因此阴离子的电子式为。

（3）制作原理为W2Z3、Y2、X在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1∶1；则依据原子守恒可知，两种化合物应该是AlN和CO，所以其反应的化学方程式为Al2O3 + N2 + 3C 2AlN + 3CO。

（4）由于咸菜中含有大量的氯离子，而氯离子会破坏铝表面氧化膜，所以该容器不能用来腌制咸菜。

（5）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，所以在该原电池中CO在负极通入发生氧化反应生成CO2，空气在正极通入氧气得到电子生成O2-，O2-由正极移向负极，所以负极电极反应式为CO + O2- ―2e-＝CO2；A．工作时电极b作正极，Z2- 通过固体介质NASICON由电极b流向电极a，A正确；B．工作时电流由电极b通过传感器流向电极a，B不正确；C．传感器中通过的电流越大，消耗的CO越多，这说明尾气中XZ的含量越高，C正确，答案选AC。

（6）元素X与元素Z组成的某种阴离子具有还原性，能被酸性KMnO4氧化，该阴离子是C2O42－。反应中碳元素的化合价从+3价升高到+4价失去1个电子，而Mn元素的化合价从+7价降低到+2价得到5个电子，因此根据电子得失守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:5，则根据原子守恒可知，配平后的方程式为5C2O42－＋2MnO4－＋16H＋=10CO2＋2Mn2＋＋8H2O。

考点：考查元素推断、电子式、氧化还原反应配平、金属的腐蚀以及电化学原理的有关判断