Question

W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的位置如图1所示，其中Z位于ⅦA族．请回答下列问题．

（1）W的原子结构示意图为

 

．能说明Z的非金属性比X的金属性强的事实是

 

（举一例）．
（2）W、Y和氢可形成原子个数比为1：1：4的化合物，工业酒精中含有此物质．该化合物的一个重要作用是用作燃料电池，如图是2004年批量生产的以该物质为燃料的燃料电池结构示意图2．则a通入的物质为

 

，B电极反应式为

 

．
（3）电解NaZ水溶液时，阴极的电极反应式为

 

．工业上，用上述反应的阳极产物和Ca（OH）₂为原料，制备漂白粉反应的化学方程式为

 

．
（4）已知：298K时，金属钠与Y₂气体反应，生成1mol Na₂Y固体时，放出热量414kJ；生成1mol Na₂Y₂固体时，放出热量511kJ．由Na₂Y固体与Y₂气体反应生成Na₂Y₂固体的热化学方程式为

 

．

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,电化学专题

分析：由W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的位置，可知W、Y处于第二周期，X、Z处于第三周期，其中Z位于ⅦA族，则Z为Cl，可推知Y为O、X为P、W为C．
（1）W为C原子，原子核外有6个电子，有2个电子层，各层电子数为2、4；可以用最高价含氧酸的酸性强弱说明中心元素非金属性强弱；
（2）C、O和氢可形成原子个数比为1：1：4的化合物为CH₃OH，由图可知，A电极流出电子，B电极流入电子，故A为负极，B为正极，负极分子氧化反应，正极发生还原反应，则a通入的物质为CH₃OH，B电极上氧气获得电子，酸性条件下生成水；
（3）电解NaCl水溶液时，阴极发生还原反应，阴极上水放电生成氢气与氢氧根离子，阳极氯离子放电生成氯气，氯气和Ca（OH）₂反应生成氯化钙、次氯酸钙与水；
（4）根据题意书写Na与氧气反应生成氧化钠、过氧化钠的热化学方程式，再根据盖斯定律书写．

解答： 解：由W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的位置，可知W、Y处于第二周期，X、Z处于第三周期，其中Z位于ⅦA族，则Z为Cl，可推知Y为O、X为P、W为C，
（1）W为C原子，原子核外有6个电子，有2个电子层，各层电子数为2、4，原子结构示意图为，能说明Cl的非金属性比P的金属性强的事实是有：HClO₄的酸性强于H₃PO₄等，
故答案为：；HClO₄的酸性强于H₃PO₄；
（2）C、O和氢可形成原子个数比为1：1：4的化合物为CH₃OH，由图可知，A电极流出电子，B电极流入电子，故A为负极，B为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，则a通入的物质为CH₃OH，B电极上氧气获得电子，酸性条件下生成水，正极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，
故答案为：CH₃OH；O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；
（3）电解NaCl水溶液时，阴极发生还原反应，阴极上水放电生成氢气与氢氧根离子，阴极的电极反应式为2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，阳极氯离子放电生成氯气，氯气和Ca（OH）₂为原料制备漂白粉反应的化学方程式为：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
故答案为：2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-；2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
（4）根据题意可知：①2Na（s）+

1

2

O₂（g）=Na₂O（s）△H=-414kJ/mol
②2Na（s）+O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-511kJ/mol
根据盖斯定律，②-①得Na₂O（s）+

1

2

O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol，
故答案为：Na₂O（s）+

1

2

O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol．

点评：本题以元素推断为载体，考查元素周期表与元素周期律，常用化学用语，涉及原子结构示意图、原电池与电解池电极反应式、热化学方程式等，侧重考查学生对知识的迁移应用，（2）中电极反应式书写注意为酸性条件，（4）中注意盖斯定律应用，难度中等．