Question

如表列出了①～⑥六种元素在周期表中的位置：

族 周期	ⅠA							0
1		ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA
2		⑨		①	②	⑧
3	③	⑦	④			⑤	⑥

请按要求回答下列问题．
（1）元素②的单质结构式是

 

（2）元素①的最高价氧化物的电子式是

 

（3）用电子式表示③，⑧形成化合物的过程

 

（4）这三周期的五种种元素中，离子半径最大的是

 

（填对应符号）
（5）元素④，⑨互为对角线，化学性质相似，请写出⑨的最高价氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式

 

；
（6）在盛有水的小烧杯中加入元素③的单质，发生反应的离子方程式为

 

；向上述反应后的溶液中再加入元素④的单质，发生反应的化学方程式为

 

．
（7）④，⑦两元素对应单质与氢氧化钠溶液构成原电池，则负极电极反应

 

．
（8）新型高效的燃料电池采用铂为电极材料，一个电极上分别通入①元素的10电子气态氢化物，另一个电极通入⑧的单质，
①若电解质为KOH溶液，则负极电极反应

 

．KOH的物质的量

 

，（增加，减少或不变）若电解质是稀硫酸，则负极电极反应

 

．硫酸的物质的量

 

，（增加，减少或不变  ）
②电解质是熔融的碳酸钾，则负极电极反应

 

．

Answer 1

考点：元素周期律和元素周期表的综合应用,原电池和电解池的工作原理

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：根据元素在周期表中位置知，元素①～⑨分别是C、N、Na、Al、S、Cl、Mg、O、Be元素，
（1）元素②的单质为氮气，氮气分子中两个氮原子之间共用3对电子；
（2）元素①的最高价氧化物是CO₂，C原子和每个O原子之间都共用两对电子；
（3）③，⑧通过的得失电子形成Na₂O；
（4）电子层数越多，其离子半径越大，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小；
（5）元素④，⑨互为对角线，化学性质相似，氧化铍和氢氧化钠溶液反应生成盐和水；
（6）Na和水反应生成NaOH和氢气；Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；
（7）④，⑦两元素对应单质与氢氧化钠溶液构成原电池，铝易失电子作负极，负极上铝和氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和氢气；
（8）①元素的10电子气态氢化物为CH₄，⑧的单质为O₂，
①若电解质为KOH溶液，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；如果电解质是稀硫酸，则负极上甲烷失电子生成二氧化碳和氢离子；
②电解质是熔融的碳酸钾，则负极上甲烷失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水．

解答： 解：根据元素在周期表中位置知，元素①～⑨分别是C、N、Na、Al、S、Cl、Mg、O、Be元素，
（1）元素②的单质为氮气，氮气分子中两个氮原子之间共用3对电子，其结构式为N≡N，故答案为：N≡N；
（2）元素①的最高价氧化物是CO₂，C原子和每个O原子之间都共用两对电子，其电子式为，故答案为：；
（3）③、⑧通过的得失电子形成Na₂O，其形成过程为，故答案为：；
（4）电子层数越多，其离子半径越大，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小，所以这几种离子中，离子半径最大的是S ^2-，故答案为：S ^2-；
（5）元素④，⑨互为对角线，化学性质相似，氧化铍和氢氧化钠溶液反应生成盐和水，离子方程式为Be+2OH^-=BeO₂^2-+H₂↑，故答案为：Be+2OH^-=BeO₂^2-+H₂↑；
（6）Na和水反应生成NaOH和氢气，离子方程式为2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应方程式为
2NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案为：2Na+2H₂O=2Na⁺+2OH^-+H₂↑；2NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（7）④，⑦两元素对应单质与氢氧化钠溶液构成原电池，铝易失电子作负极，负极上铝和氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和水，电极反应式为Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al-3e^-+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（8）①元素的10电子气态氢化物为CH₄，⑧的单质为O₂，
①若电解质为KOH溶液，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，电池反应式为CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，所以随着反应的进行，KOH的物质的量减少；如果电解质是稀硫酸，则负极上甲烷失电子生成二氧化碳和氢离子，电极反应为
CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂↑+8H⁺，电池反应式为CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O
，硫酸不参加反应，所以硫酸的量不变，故答案为：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；
CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂↑+8H⁺；不变；
②电解质是熔融的碳酸钾，则负极上甲烷失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，故答案为：CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O．

点评：本题考查了元素周期表和元素周期律的综合应用，较综合，涉及原电池原理、离子反应、氧化还原反应、物质结构等知识点，根据元素化合价变化、离子方程式书写规则、原电池原理等知识点分析解答，难点是电极反应式的书写，要结合电解质特点书写，特别是燃料电池电极反应式的书写较难，要仔细揣摩，题目难度中等．