Question

A、B、C、D、E五种短周期元素，其原子序数依次增大，而原子半径按A、C、B、E、D顺序依次增大。A、D同主族；B、D、E三种元素原子的最外层电子数之和为9。又知B、D、E分别与A、C两元素共同组成的三种化合物X、Y、Z之间能相互发生反应；B元素的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物可以发生反应生成化合物M，1 mol M中含有42 mol电子。回答下列问题：

(1)元素C在周期表中的位置是________________；

(2)化合物M中含有的化学键类型有__________；

(3)写出化合物Y与Z之间反应的离子方程式：_______________________________；

(4)以铂作电极，以Y溶液作为电解质溶液，A、C元素的单质分别在两电极上发生原电池反应，则正极上的电极反应式为________________；若以该电池作为电源，用惰性电极电解1 L 1 mol·L^-1的NaCl溶液，当溶液的pH=13时，理论上消耗元素A的单质在标准状况下的体积为___________。

Answer 1

(1)第二周期ⅣA族

(2)离子键、共价键

(3)Al(OH)₃+OH^-[Al(OH)₄]^-或Al(OH)₃+OH^-+2H₂O

(4)O₂+2H₂O+4e^-4OH^-  1.12 L

解析：由B元素的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物可以发生反应生成化合物M，1 mol M中含有42 mol电子可知M是NH₄NO₃，B是N，那么结合题给信息推知C是O，A是H，D是Na，E是Al，X为HNO₃，Y为NaOH，Z为Al(OH)₃。

(3)化合物Y和Z之间反应的离子方程式为：Al(OH)₃+OH^-［Al(OH)₄］^-或Al(OH)₃+OH^- +2H₂O

(4)H₂、O₂在NaOH溶液作电解质的原电池反应中，正极反应为：O₂+4e^-+2H₂O4OH^-

负极反应为：H₂-2e^-+2OH^-2H₂O

电解NaCl的总反应式为：2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，转移2 mol电子。

pH=13时，NaOH的物质的量为0.1 mol，所以转移电子0.1 mol，消耗0.05 mol H₂，在标准状况的体积为0.05 mol×22.4 L·mol^-1=1.12 L。