Question

10．A、B、C、D、E均为短周期元素，且原子序数依次增大；A的主族序数、周期数、原子序数均相同；B为非金属元素，其单质有多种同素异形体，其中一种可作电极材料；C是植物生长所需的主要元素之一；D和A可形成化合物A₂D和A₂D₂，且A₂D是最常见的溶剂；E原子次外层电子数等于其它层电子数之和，则：
（1）E的离子结构示意图为，B、C、D、E与A形成的化合物中稳定性最强的是H₂O（填化学式）．
（2）在加热和Cu作催化剂时，化合物B₂A₅DA与D₂反应生成其中一种产物是BA₃BAD的化学方程式为2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
（3）A-E五种元素中，含同一元素的各类物质能实现下列转化的有（图1）N、S（填元素符号）
（4）图2所示是一种酸性燃料电池B₂A₅DA检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测．则该电池的负极反应为CH₃CH₂OH+H₂O-4e^-=CH₃COOH+4H⁺．A出口处的物质H₂O．

Answer 1

分析 短周期元素中主族序数、周期数、原子序数均相同的是H，则A为H元素；B为非金属元素，其单质有多种同素异形体，其中一种可作电极材料，非金属单质常用作电极的是碳，则B为C元素；D和A可形成化合物A₂D和A₂D₂，且A₂D是最常见的溶剂，则D为O元素；植物生长所需元素是N、P、K，又A、B、C、D、E均为短周期元素，且原子序数依次增大，则C为N元素；E原子次外层电子数等于其它层电子数之和，则E为第三周期元素S，据此进行解答．

解答 解：短周期元素中主族序数、周期数、原子序数均相同的是H，则A为H元素；B为非金属元素，其单质有多种同素异形体，其中一种可作电极材料，非金属单质常用作电极的是碳，则B为C元素；D和A可形成化合物A₂D和A₂D₂，且A₂D是最常见的溶剂，则D为O元素；植物生长所需元素是N、P、K，又A、B、C、D、E均为短周期元素，且原子序数依次增大，则C为N元素；E原子次外层电子数等于其它层电子数之和，则E为第三周期元素S，
（1）E为S元素，硫离子有三个电子层，电子数依次为2、8、8，离子结构示意图为，非金属性越强，对应氢化物的稳定性越强，C、N、O、S中非金属性O最强，稳定性最强的为H₂O，
故答案为：；H₂O；
（2）B₂A₅DA与D₂分别为CH₃CH₂OH、O₂，在铜作催化剂条件下加热，乙醇与氧气反应生成乙醛，反应的化学方程式为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O；
（3）根据转化关系可知，单质与氧气反应生成氧化物X，X与氧气反应生成氧化物Y，Y生成酸，酸可以生成X，这样的元素必须有变价，5种元素中满足条件的元素为：N、S，
故答案为：N、S；
（4）B₂A₅DA为CH₃CH₂OH，根据图可知，该原电池的燃料为乙醇和氧气，生成物乙酸和水，电解质为酸性溶液，原电池负极失去电子发生了氧化反应，所以负极反应为乙醇失去电子生成乙酸，电极反应为：CH₃CH₂OH+H₂O-4e^-=CH₃COOH+4H⁺，正极在酸性条件下氧气得到电子发生了还原反应：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，所以A处为H₂O，
故答案为：CH₃CH₂OH+H₂O-4e^-=CH₃COOH+4H⁺；H₂O．

点评 本题考查了位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，推断各元素为解答关键，注意熟练掌握原子结构与元素周期律、元素周期表的关系，明确原电池原理及其应用，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力．