Question

18．V、W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞減的五種常見元素．X元素是地殼中含量最多的元素，Y、Z組成的氣態(tài)化合物M的水溶液呈堿性，W的單質在X₂中燃燒產物T可使品紅溶液褪色，V是一種歷史悠久、應用廣泛的金屬元素．請回答：
（1）Y元素在周期表中的位置是第二周期第ⅤA族；寫出X、Z兩種元素組成的化合物Z₂X₂的一種用途：消毒劑或氧化劑或漂白劑
（2）由以上五種元素兩兩組合所形成的化合物中，有一種物質能與水反應生成氣體且反應屬于氧化還原反應，請寫出該反應的化學方程式3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
（3）X、Y、Z三種元素可組成一種強酸U，M在適當條件下被U吸收生成一種鹽．該鹽的水溶液的pH小于7（填“大于”、“小于”或“等于”）．原因是（用離子方程式表示）NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺．
（4）若將V金屬投入到鹽酸溶液中，生成了淺綠色溶液N．N的酸性溶液與Z₂Y₂反應的離子方程式：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O
（5）常溫下，當300mL 1 mol•L^-1的NaOH溶液吸收4.48L（折算成標準狀況）T時，所得溶液pH＞7，則溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（6）有人設想尋求合適的催化劑和電極材料，以Y₂、Z₂為電極反應物，以HCl-NH₄Cl溶液為電解質溶液制造新型燃料電池，試寫出該電池的正極電極反應式N₂+8H⁺+6e^-=2NH₄⁺；放電時溶液中H⁺移向正（填“正”或“負”）極．

Answer 1

分析 V、W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞減的五種常見元素．X元素是地殼中含量最多的元素，則X為O元素；Y、Z組成的氣態(tài)化合物M的水溶液呈堿性，可推知Y為N元素、Z為H元素，M為NH₃；W的單質在X₂中燃燒產物T可使品紅溶液褪色，可推知W為S元素，T為SO₂；V是一種歷史悠久、應用最廣泛的金屬元素，則V為Fe元素，據(jù)此解答．

解答 解：V、W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞減的五種常見元素．X元素是地殼中含量最多的元素，則X為O元素；Y、Z組成的氣態(tài)化合物M的水溶液呈堿性，可推知Y為N元素、Z為H元素，M為NH₃；W的單質在X₂中燃燒產物T可使品紅溶液褪色，可推知W為S元素，T為SO₂；V是一種歷史悠久、應用最廣泛的金屬元素，則V為Fe元素．
（1）Y為N元素，在周期表中的位置是：第二周期第ⅤA族；化合物H₂O₂可以用作消毒劑、氧化劑、漂白劑，
故答案為：第二周期第ⅤA族；消毒劑或氧化劑或漂白劑；
（2）由以上五種元素兩兩組合所形成的化合物中，有一種物質能與水反應生成氣體且反應屬于氧化還原反應，應是二氧化氮與水反應生成硝酸與NO，該反應的化學方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（3）O、N、H三種元素可組成一種強酸U為HNO₃，氨氣在適當條件下被HNO₃吸收生成NH₄NO₃，該鹽的水溶液中NH₄⁺離子水解：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，破壞水的電離平衡，溶液呈酸性，溶液pH小于7，
故答案為：小于；NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺；
（4）將Fe投入到鹽酸溶液中，生成了淺綠色FeCl₂溶液，雙氧水具有強氧化性，酸性條件下將亞鐵離子氧化為鐵離子，同時生成水，F(xiàn)eCl₂的酸性溶液與雙氧水反應的離子方程式為2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（5）300mL 1mol•L^-1的NaOH的物質的量=1mol/L×0.3L=0.3mol，標準狀況下4.48LCO₂的物質的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，所以氫氧化鈉和二氧化碳反應方程式為：2CO₂+3NaOH=Na₂CO₃+NaHCO₃+H₂O，溶液中碳酸根離子水解而使溶液呈堿性，即c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根離子水解沉淀大于碳酸氫根離子水解程度，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），由于水解程度較小，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-），故溶液中各離子濃度大小順序是：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（6）以N₂、H₂為電極反應物，以HCl-NH₄Cl溶液為電解質溶液制造新型燃料電池，正極發(fā)生還原反應，氮氣在正極獲得電子，酸性條件下生成NH₄⁺，該電池的正極電極反應式為：N₂+8H⁺+6e^-=2NH₄⁺，放電時溶液中H⁺向正極移動，
故答案為：N₂+8H⁺+6e^-=2NH₄⁺；正．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，涉及元素化合物性質、鹽類水解、原電池等，題目難度中等，推斷元素的種類是關鍵，理解掌握電極反應式的書寫與離子濃度大小比較．