Question

X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素．已知：
①X可分别与Y、W形成X₂Y、X₂Y₂、XW等共价化合物；
②Z可分别与Y、W形成Z₂Y、Z₂Y₂、ZW等离子化合物．
请回答：
（1）Z₂Y₂的化学式是

 

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（2）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极．接通S₁后，C（Ⅰ）附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成．请写出此时装置中反应的离子方程式：

 

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（3）一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S₁，接通S₂，电流表的指针发生偏转．此时：C（Ⅰ）的电极名称是

 

（填写正极或负极）；C（Ⅱ）的电极反应式是

 

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（4）铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X₂Y₂，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是：

 

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Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素，X可分别与Y、W形成X₂Y，X₂Y₂、XW等共价化合物，这几种元素为非金属元素，Z可分别与Y、W形成Z₂Y、Z₂Y₂、ZW等离子化合物，则Z为金属元素，能形成Z₂Y₂型离子化合物，则为过氧化钠，所以Z是Na元素，Y是O元素，能形成X₂Y，X₂Y₂型共价化合物，则X为H元素，能形成ZW和XW型化合物，W的原子序数大于Z，所以W为Cl元素，
（1）Z₂Y₂为过氧化钠；
（2）电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极附近生成氢氧化钠，溶液呈碱性；
（3）断开S₁，接通S₂，C（I）为负极，正极上得电子发生还原反应；
（4）酸性条件下，双氧水和铜发生氧化还原反应．

解答： 解：X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素，X可分别与Y、W形成X₂Y，X₂Y₂、XW等共价化合物，这几种元素为非金属元素，Z可分别与Y、W形成Z₂Y、Z₂Y₂、ZW等离子化合物，则Z为金属元素，能形成Z₂Y₂型离子化合物，则为过氧化钠，所以Z是Na元素，Y是O元素，能形成X₂Y，X₂Y₂型共价化合物，则X为H元素，能形成ZW和XW型化合物，W的原子序数大于Z，所以W为Cl元素，
（1）Z₂Y₂为过氧化钠，其化学式为Na₂O₂，故答案为：Na₂O₂；
（2）电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极附近生成氢氧化钠，溶液呈碱性，则电池反应式为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（3）断开S₁，接通S₂，该装置构成原电池，C（I）为负极，负极发生氧化反应，C（II）为正极，氯气得电子，电极反应为Cl₂+2e^-=2Cl^-，故答案为：负极；Cl₂+2e^-=2Cl^-；
（4）铜屑、稀硫酸、X₂Y₂，发生了氧化还原反应使铜屑逐渐溶解，反应为Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．

点评：本题考查原子结构与元素周期律，元素的推断是解答本题的关键，注重元素化合物与化学反应原理的结合，题目难度不大．