Question

（2011?下城区模拟）原子序数由小到大排列的四种短周期主族元素X、Y、Z、W，其中Z、W两原子的核外电子数之和为X、Y两原子核外电子电子数之和的三倍，Y、Z左右相邻，Z、W位于同一主族．
（1）Y元素是

氮

（填元素名称）．
（2）由X、Y、Z三种元素组成的盐中存在

离子键和共价键

（填“离子键”“共价键”）．
（3）解释WZ₂的水溶液显酸性的原因

SO₂+H₂OH₂SO₃、H₂SO₃H⁺+HSO₃^-

（用方程式表示）．
（4）某物质由Na、Y、Z三种元素组成，取该物质配成的溶液，滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，再滴入稀HNO₃，白色沉淀溶解，该物质的分子式为

NaNO₂

．
（5）分别均由X、Y、Z、W四种元素组成的化合物A和B，A和B都能和碱反应，A还能和酸反应，A和B之间也能以物质的量1：1进行反应．
写出A与B两溶液之间反应的离子方程式

H⁺+HSO₃^-=H₂O+SO₂↑

．
（6）Y₂X₄是一种可燃性的液体，其燃烧产物之一是大气中的主要成分．3.20g Y₂X₄在氧气中完全燃烧放出热量62.4kJ（25℃），请写出Y₂X₄完全燃烧的热化学反应方程式

N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ?mol^-1

．
Y₂X₄-空气燃料电池（DHFC）是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的NaOH溶液．其工作原理如图：

Y₂X₄-空气燃料电池放电时，负极的电极反应式是

N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O

．

Answer 1

分析：原子序数由小到大排列的四种短周期主族元素X、Y、Z、W，Y、Z左右相邻，Z、W位于同一主族，设Y的原子序数为x，则Z的原子序数为x+1，W的原子序数为x+9，设X的原子序数为y，Z、W两原子的核外电子数之和为X、Y两原子核外电子电子数之和的三倍，则（x+1）+（x+9）=3（x+y），所以x+3y=10，若y=1，x=7符合题意，可推断出X为H，Y为N，Z为O，W为S．
（1）根据元素写出元素的名称；
（2）根据铵盐中元素的成键来分析；
（3）根据化学反应及电离来分析；
（4）物质由Na、Y、Z三种元素组成，亚硝酸银微溶于水；
（5）均由X、Y、Z、W四种元素组成的化合物A和B，A和B都能和碱反应，A还能和酸反应，则A为NaHSO₄，B为NaHSO₃；
（6）3.20g Y₂X₄在氧气中完全燃烧放出热量62.4kJ（25℃），则1molN₂H₄燃烧放出624kJ的热量，以此来书写热化学反应方程式；Y₂X₄-空气燃料电池放电时，N元素的化合价升高，
N₂H₄为原电池的负极，失去电子生成氮气和水．

解答：解：原子序数由小到大排列的四种短周期主族元素X、Y、Z、W，Y、Z左右相邻，Z、W位于同一主族，设Y的原子序数为x，则Z的原子序数为x+1，W的原子序数为x+9，设X的原子序数为y，Z、W两原子的核外电子数之和为X、Y两原子核外电子电子数之和的三倍，则（x+1）+（x+9）=3（x+y），所以x+3y=10，若y=1，x=7符合题意，可推断出X为H，Y为N，Z为O，W为S．
（1）Y为N，名称为氮，故答案为：氮；
（2）由X、Y、Z三种元素组成铵盐，铵根离子与硝酸根离子以离子键结合，N、H，N、O之间以共价键结合，故答案为：离子键和共价键；
（3）WZ₂的水溶液显酸性，是因SO₂+H₂O H₂SO₃、H₂SO₃ H⁺+HSO₃^-，
故答案为：SO₂+H₂O H₂SO₃、H₂SO₃ H⁺+HSO₃^-；
（4）物质由Na、Y、Z三种元素组成，亚硝酸银微溶于水，硝酸银能溶于水，则该物质为NaNO₂，故答案为：NaNO₂；
（5）均由X、Y、Z、W四种元素组成的化合物A和B，A和B都能和碱反应，A还能和酸反应，则A为NaHSO₄，B为NaHSO₃；，二者之间的离子反应为H⁺+HSO₃^-=H₂O+SO₂↑，
故答案为：H⁺+HSO₃^-=H₂O+SO₂↑；
（6）3.20g Y₂X₄在氧气中完全燃烧放出热量62.4kJ（25℃），则1molN₂H₄燃烧放出624kJ的热量，
热化学反应方程式为N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ?mol^-1；Y₂X₄-空气燃料电池放电时，N元素的化合价升高，N₂H₄为原电池的负极，失去电子生成氮气和水，负极的电极反应为N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，
故答案为：N₂H₄（l）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-624kJ?mol^-1；N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．

点评：本题考查位置、结构、性质的综合应用，难度较大，综合性较强，元素的推断是解答的关键，并熟悉热化学反应、化学键、原电池及化学用语等知识点来解答．