Question

6．已知X、Y、Z、W四種元素分別是元素周期表中連續(xù)三個(gè)短周期的元素，且原子序數(shù)依次增大．X、W同主族，Y、Z為同周期的相鄰元素．W原子的質(zhì)子數(shù)等于Y、Z原子最外層電子數(shù)之和．Y的氫化物分子中有3個(gè)共價(jià)鍵．試推斷：
（1）X、Y、Z、W四種元素中兩兩形成的化合物：
溶于水顯堿性的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為NH₃；
含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的化合物的電子式為．
（2）由X、Y、Z所形成的常見離子化合物是NH₄NO₃ （寫化學(xué)式），該化合物與W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的濃溶液加熱時(shí)反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+OH^-?NH₃↑+H₂O．
X與W形成的化合物與水反應(yīng)時(shí)，水是氧化劑 （填“氧化劑”或“還原劑”）．
（3）用電子式表示W(wǎng)與Z形成W₂Z化合物的過程：．
（4）X與Y可以形成Y₂X₄分子，它是一種可燃性的液體，可與空氣形成燃料電池，產(chǎn)物無污染，電解質(zhì)溶液常選用20%～30%的KOH溶液，該燃料電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；負(fù)極的電極反應(yīng)式是N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑．

Answer 1

分析 X、Y、Z、W四種元素分別是元素周期表中連續(xù)三個(gè)短周期的元素，且原子序數(shù)依次增大，由于X為主族元素，則X為H元素；Y的氫化物分子中有3個(gè)共價(jià)鍵，說明最外層電子數(shù)為5，Y處于ⅤA族，X、W同主族，處于ⅠA族，Y的原子序數(shù)小于W、大于氫元素，故Y為N元素、W為Na元素；Y、Z為同周期的相鄰元素，W原子的質(zhì)子數(shù)等于Y、Z原子最外層電子數(shù)之和，Z的原子最外層電子數(shù)為11-5=6，原子序數(shù)小于Na元素、大于N元素，故Z為O元素，據(jù)此解答．

解答 解：X、Y、Z、W四種元素分別是元素周期表中連續(xù)三個(gè)短周期的元素，且原子序數(shù)依次增大，由于X為主族元素，則X為H元素；Y的氫化物分子中有3個(gè)共價(jià)鍵，說明最外層電子數(shù)為5，Y處于ⅤA族，X、W同主族，處于ⅠA族，Y的原子序數(shù)小于W、大于氫元素，故Y為N元素、W為Na元素；Y、Z為同周期的相鄰元素，W原子的質(zhì)子數(shù)等于Y、Z原子最外層電子數(shù)之和，Z的原子最外層電子數(shù)為11-5=6，原子序數(shù)小于Na元素、大于N元素，故Z為O元素．
（1）由以上元素中兩兩形成的化合物中：溶于水顯堿性的氣態(tài)氫化物為NH₃，含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的化合物是雙氧水，雙氧水分子的電子式為，
故答案為：NH₃；；
（2）由H、N、O所形成的常見離子化合物是NH₄NO₃，W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為NaOH，兩種化合物的濃溶液混合共熱的離子反應(yīng)方程式為 NH₄⁺+OH^-?NH₃↑+H₂O，H與Na形成的化合物為NaH，屬于離子化合物，將該化合物溶于水，發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈉與氫氣，反應(yīng)化學(xué)方程式為NaH+H₂O═NaOH+H₂↑，其中水中氫元素化合價(jià)降低，水做氧化劑，
故答案為：NH₄NO₃；NH₄⁺+OH^-?NH₃↑+H₂O；氧化劑；
（3）用電子式表示W(wǎng)與Z形成Na₂O化合物的過程：，
故答案為：；
（4）X與Y可以形成N₂H₄分子，它是一種可燃性的液體，可與空氣形成燃料電池，產(chǎn)物無污染，電解質(zhì)溶液常選用20%～30%的KOH溶液，則反應(yīng)生成氮?dú)馀c水，該燃料電池放電時(shí)，堿性條件下，氧氣在正極上得電子生成氫氧根離子，則正極的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下的反應(yīng)式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、常用化學(xué)用語，難度中等，注意掌握常用常用化學(xué)用語的書寫，（2）中根據(jù)水解原理理解NaH與水的反應(yīng)．