Question

A、B、C、D、E五種短周期元素，已知：
①原子半徑遞增順序為：A、D、C、B、E
②短周期（除稀有氣體元素外）所有元素中A的原子半徑與E的原子半徑之比為最小
③B、C、D三種元素電子層相同，三者原子序數之和為21，且D原子次外層電子數為最外層電子數

1

3

；
請回答下列問題：
（1）寫出E單質在D單質中燃燒產物的電子式：

 

（2）C₂A₄?H₂O與NH₃?H₂O相似，水溶液也呈弱堿性，用化學用語表示其水溶液呈弱堿性的原因：

 

；
（3）B、D、E三元素可組成常見化合物X，A、B、D、E可組成常見化合物Y，X、Y均是生活中常見的化學試劑，它們在一定條件下可互相轉化．當a mol Y轉化成a mol X時：（溶液中進行）
①若加入a mol 純凈物Z就可實現轉化，則加入Z為：

 

（填一種Z物質名稱）
②若加入0.5a mol 純凈物Z就可實現轉化，則加入Z為：

 

（填一種Z物質化學式）
（4）C₂A₄可用作高能燃料電池的燃料，惰性材料作電極，KOH作電解質溶液構成原電池，寫出負極的電極方程式：

 

；
用該電池電解含0.25mol CuSO₄和0.5mol NaCl混合溶液，當電池消耗10.4g C₂A₄時，則兩電極生成的氣體共

 

mol．

Answer 1

分析：A、B、C、D、E五種短周期元素，已知：原子半徑遞增順序為：A、D、C、B、E．短周期（除稀有氣體元素外）所有元素中A的原子半徑與E的原子半徑之比為最小，則A為H元素、E為Na元素；B、C、D三種元素電子層相同，三者原子序數之和為21，平均原子序數為7，故都處于第二周期，D原子次外層電子數為最外層電子數

1

3

，則最外層電子數為6，故D為O元素，則B、C原子序數之和為21-8=13，原子半徑B＞C，則B為碳元素、C為N元素，據此解答．

解答：解：A、B、C、D、E五種短周期元素，已知：原子半徑遞增順序為：A、D、C、B、E．短周期（除稀有氣體元素外）所有元素中A的原子半徑與E的原子半徑之比為最小，則A為H元素、E為Na元素；B、C、D三種元素電子層相同，三者原子序數之和為21，平均原子序數為7，故都處于第二周期，D原子次外層電子數為最外層電子數

1

3

，則最外層電子數為6，故D為O元素，則B、C原子序數之和為21-8=13，原子半徑B＞C，則B為碳元素、C為N元素，
（1）Na單質在氧氣中燃燒生成Na₂O₂，其電子式為：，
故答案為：；
（2）N₂H₄?H₂O與NH₃?H₂O相似，在溶液中發生電離N₂H₄?H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，其水溶液呈弱堿性，
故答案為：N₂H₄?H₂O?N₂H₅⁺+OH^-；
（3）C、O、Na三元素可組成常見化合物X，H、C、O、Na可組成常見化合物Y，X、Y均是生活中常見的化學試劑，則X為Na₂CO₃，Y為NaHCO₃，它們在一定條件下可互相轉化．當a molNaHCO₃轉化成a mol Na₂CO₃時（溶液中進行）：
①若加入a mol 純凈物Z就可實現轉化，則Z溶于是呈堿性，根據鈉離子守恒可知，且1molZ中含有1molNa⁺，則加入Z為NaOH等，
故答案為：氫氧化鈉；
②若加入0.5a mol 純凈物Z就可實現轉化，則Z溶于是呈堿性，根據鈉離子守恒可知，且1molZ中含有2molNa⁺，則加入Z為Na₂O等，
故答案為：Na₂O；
（4）N₂H₄可用作高能燃料電池的燃料，惰性材料作電極，KOH作電解質溶液構成原電池，N₂H₄失去電子發生氧化反應生成氮氣與水，故負極的電極方程式為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O；
用該電池電解含0.25mol CuSO₄和0.5mol NaCl混合溶液，電池消耗10.4g N₂H₄，其物質的量=

10.4g

32g/mol

=0.325mol，轉移電子為0.325mol×4=1.3mol，陰極0.25molCu²⁺完全析出生成Cu需要電子0.25mol×2=0.5mol＜1.3mol，故陰極還生成氫氣，氫氣的物質的量為

1.3mol-0.5mol

2

=0.4mol，陽極0.5molCl^-完全放電生成氯氣失去電子為0.5mol＜1.3mol，故陽極生成氯氣為0.25mol，還生成氧氣為

1.3mol-0.5mol

4

=0.2mol，故兩電極生成的氣體共有0.4mol+0.25mol+0.2mol=0.85mol，
故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=N₂+4H₂O；0.85mol．

點評：本題以元素推斷為載體，考查電子式、信息遷移、無機物推斷、原電池原理及電解計算等，難度中等，（4）為易錯點、難點，可以利用總反應式減正極反應式書寫負極電極反應式，注意根據離子放電順序結合電子轉移守恒進行計算．