Question

W、X、Y、Z四種短周期元素在元素周期表中的位置如圖1所示，其中Z位于ⅦA族．請回答下列問題．

（1）W的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

 

．能說明Z的非金屬性比X的金屬性強(qiáng)的事實(shí)是

 

（舉一例）．
（2）W、Y和氫可形成原子個(gè)數(shù)比為1：1：4的化合物，工業(yè)酒精中含有此物質(zhì)．該化合物的一個(gè)重要作用是用作燃料電池，如圖是2004年批量生產(chǎn)的以該物質(zhì)為燃料的燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖2．則a通入的物質(zhì)為

 

，B電極反應(yīng)式為

 

．
（3）電解NaZ水溶液時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為

 

．工業(yè)上，用上述反應(yīng)的陽極產(chǎn)物和Ca（OH）₂為原料，制備漂白粉反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（4）已知：298K時(shí)，金屬鈉與Y₂氣體反應(yīng)，生成1mol Na₂Y固體時(shí)，放出熱量414kJ；生成1mol Na₂Y₂固體時(shí)，放出熱量511kJ．由Na₂Y固體與Y₂氣體反應(yīng)生成Na₂Y₂固體的熱化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：元素周期律和元素周期表的綜合應(yīng)用,原電池和電解池的工作原理

專題：元素周期律與元素周期表專題,電化學(xué)專題

分析：由W、X、Y、Z四種短周期元素在元素周期表中的位置，可知W、Y處于第二周期，X、Z處于第三周期，其中Z位于ⅦA族，則Z為Cl，可推知Y為O、X為P、W為C．
（1）W為C原子，原子核外有6個(gè)電子，有2個(gè)電子層，各層電子數(shù)為2、4；可以用最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱說明中心元素非金屬性強(qiáng)弱；
（2）C、O和氫可形成原子個(gè)數(shù)比為1：1：4的化合物為CH₃OH，由圖可知，A電極流出電子，B電極流入電子，故A為負(fù)極，B為正極，負(fù)極分子氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，則a通入的物質(zhì)為CH₃OH，B電極上氧氣獲得電子，酸性條件下生成水；
（3）電解NaCl水溶液時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陰極上水放電生成氫氣與氫氧根離子，陽極氯離子放電生成氯氣，氯氣和Ca（OH）₂反應(yīng)生成氯化鈣、次氯酸鈣與水；
（4）根據(jù)題意書寫Na與氧氣反應(yīng)生成氧化鈉、過氧化鈉的熱化學(xué)方程式，再根據(jù)蓋斯定律書寫．

解答： 解：由W、X、Y、Z四種短周期元素在元素周期表中的位置，可知W、Y處于第二周期，X、Z處于第三周期，其中Z位于ⅦA族，則Z為Cl，可推知Y為O、X為P、W為C，
（1）W為C原子，原子核外有6個(gè)電子，有2個(gè)電子層，各層電子數(shù)為2、4，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，能說明Cl的非金屬性比P的金屬性強(qiáng)的事實(shí)是有：HClO₄的酸性強(qiáng)于H₃PO₄等，
故答案為：；HClO₄的酸性強(qiáng)于H₃PO₄；
（2）C、O和氫可形成原子個(gè)數(shù)比為1：1：4的化合物為CH₃OH，由圖可知，A電極流出電子，B電極流入電子，故A為負(fù)極，B為正極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，則a通入的物質(zhì)為CH₃OH，B電極上氧氣獲得電子，酸性條件下生成水，正極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，
故答案為：CH₃OH；O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；
（3）電解NaCl水溶液時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陰極上水放電生成氫氣與氫氧根離子，陰極的電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，陽極氯離子放電生成氯氣，氯氣和Ca（OH）₂為原料制備漂白粉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
故答案為：2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-；2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O；
（4）根據(jù)題意可知：①2Na（s）+

1

2

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

1

2

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

1

2

O₂（g）=Na₂O₂（s）△H=-97kJ/mol．

點(diǎn)評：本題以元素推斷為載體，考查元素周期表與元素周期律，常用化學(xué)用語，涉及原子結(jié)構(gòu)示意圖、原電池與電解池電極反應(yīng)式、熱化學(xué)方程式等，側(cè)重考查學(xué)生對知識的遷移應(yīng)用，（2）中電極反應(yīng)式書寫注意為酸性條件，（4）中注意蓋斯定律應(yīng)用，難度中等．