Question

1．有A、B、C、D四種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大．A、B可形成A₂B和A₂B₂兩種化合物，B、C同主族且B的氫化物在常溫下呈液態(tài)．回答下列問題．
（1）A₂B的電子式為．
（2）CB₂通入A₂B₂溶液中可被氧化為W，用W的溶液（體積為1L，假設變化前后溶液體積變化忽略不計）組裝成原電池（如圖1所示）在b電極上發(fā)生的反應可表示為：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O，則在a電極上發(fā)生的反應可表示為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄．若電池工作一段時間后，a極消耗0.05mol Pb，則W的濃度由質(zhì)量分數(shù)39% （密度1.3g•cm^-3）變?yōu)?.07mol•L^-1．
（3）金屬元素E是中學化學常見元素，位于元素周期表的第四周期．該元素可與D形成ED₂和ED₃兩種化合物．將E的單質(zhì)浸入ED₃溶液中（如圖2甲所示），溶液由黃色逐漸變?yōu)闇\綠色，該反應的離子方程式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺．
（4）依據(jù)（3）中的反應，可用單質(zhì)E和石墨為電極設計一個原電池，則在該原電池工作時，石墨一極發(fā)生的反應可以表示為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；．比較甲、乙兩圖，說明石墨除形成閉合回路外所起的作用是使還原反應和氧化反應在電解質(zhì)溶液中的不同區(qū)域內(nèi)發(fā)生．

Answer 1

分析 A、B可形成A₂B和A₂B₂兩種化合物，可能為H₂O、H₂O₂或Na₂O、Na₂O₂，A、B、C、D四種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，則A為H元素，B為O元素，B、C同主族且B、C同主族且B的氫化物在常溫下呈液態(tài)即是水或過氧化氫，則C為S元素，可形成CB₂應為SO₂，D應為Cl元素，
（1）A₂B的電子式，為共價化合物，即水的電子式為：；
（2）CB₂通入A₂B₂溶液中可被氧化為W，則w為H₂SO₄，形成鉛蓄電池；根據(jù)電極方程式計算消耗的硫酸，再求出剩余硫酸的濃度；
（3）金屬元素E是中學化學常見元素，位于元素周期表的第四周期，該元素可與D形成ED₂和ED₃兩種化合物，則E為Fe元素，F(xiàn)e與氯化鐵反應生成氯化亞鐵；
（4）石墨--鐵在氯化鐵電解質(zhì)溶液中形成原電池，石墨為正極，F(xiàn)e³⁺在正極獲得電子生成Fe²⁺，F(xiàn)e為負極，發(fā)生氧化反應生成Fe²⁺．

解答 解：（1）A₂B的電子式，即水的電子式為：，故答案為：；
（2）CB₂通入A₂B₂溶液中可被氧化為W，則w為H₂SO₄，形成鉛蓄電池，負極反應為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，a極消耗0.05mol Pb，則消耗0.1molH₂SO₄，
已知溶液體積為1L，且H₂SO₄的濃度由質(zhì)量分數(shù)39% （密度1.3g/cm³），則1L溶液中n（H₂SO₄）=$\frac{1000mL×1.3g/mL×39%}{98g/mol}$=5.17mol，
所以剩余的n（H₂SO₄）=5.07mol，則濃度為5.07mol/L，故答案為：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；5.07；
（3）金屬元素E是中學化學常見元素，位于元素周期表的第四周期，該元素可與D形成ED₂和ED₃兩種化合物，則E為Fe元素，F(xiàn)e與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，該反應離子方程式為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，故答案為：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）石墨--鐵在氯化鐵電解質(zhì)溶液中形成原電池，石墨為正極，F(xiàn)e³⁺在正極上得電子被還原，電極反應式為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，沒有石墨時氧化還原反應同時在金屬Fe上發(fā)生，有石墨時，氧化反應和還原反應分別在Fe和石墨上發(fā)生．
故答案為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；使還原反應和氧化反應在電解質(zhì)溶液中的不同區(qū)域內(nèi)發(fā)生．

點評 本題考查元素推斷和原電池原理的應用，題目難度中等，注意正確推斷元素的種類為解答該題的關鍵，注意原電池中電解方程式的書寫．