Question

有X、Y、Z、M、G五種元素，是分屬三個(gè)短周期并且原子序數(shù)依次增大的主族元素．其中X、Z同主族，可形成離子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃兩種分子．完成下列填空：
（1）元素Y的原子其核外有

 

種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子存在；
（2）在上述元素所構(gòu)成的單質(zhì)或化合物中，可用作自來(lái)水消毒劑的有

 

、

 

（至少寫出兩種，填寫化學(xué)式）；
（3）已知X₂M的燃燒熱為187KJ/mol．（提示：燃燒熱的定義：1mol可燃物充分燃燒生成穩(wěn)定化合物時(shí)所放出的熱量．）寫出X₂M燃燒的熱化學(xué)方程式：

 

；
（4）在熔融狀態(tài)下，將Z的單質(zhì)和FeG₂（元素G和鐵構(gòu)成的某化合物）組成一個(gè)可充電電池（裝置示意圖如圖），反應(yīng)原理為：2Z+FeG₂

放電

充電

 Fe+2ZG放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)式為：

 

；充電時(shí)，接電源負(fù)極的電極材料是

 

（寫物質(zhì)名稱），該電池的電解質(zhì)為

 

（填寫化學(xué)式）．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(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

分析：X、Y、Z、M、G都是短周期元素，且分屬三個(gè)周期，原子序數(shù)依次增大，Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃兩種分子，則M為S元素，Y為O元素，X、Z同主族，可形成離子化合物ZX，則X為H元素，Z為Na元素，由于G是原子序數(shù)比硫大的主族元素，所以G為Cl元素，
（1）根據(jù)核外電子運(yùn)動(dòng)特征判斷；
（2）根據(jù)有關(guān)元素化合物知識(shí)解答；
（3）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫要求結(jié)合燃燒熱的定義答題；
（4）根據(jù)原電池原理寫電極反應(yīng)，判斷電極材料和電解質(zhì)．

解答： 解：X、Y、Z、M、G都是短周期元素，且分屬三個(gè)周期，原子序數(shù)依次增大，Y、M同主族，可形成MY₂、MY₃兩種分子，則M為S元素，Y為O元素，X、Z同主族，可形成離子化合物ZX，則X為H元素，Z為Na元素，由于G是原子序數(shù)比硫大的主族元素，所以G為Cl元素，
（1）Y是O元素，核外有8個(gè)電子，所以就有8種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)存在，故答案為：8；
（2）在H、O、Na、S、Cl五種元素中，能構(gòu)成作自來(lái)水消毒劑的物質(zhì)有Cl₂、H₂O₂、HClO、O₃等，故答案為：Cl₂、H₂O₂；
（3）X₂M為H₂S，1molH₂S完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化硫氣體，放出的熱為187KJ，據(jù)此可寫出熱化學(xué)方程式為2H₂S（g）+3O₂（g）→2SO₂（g）+2H₂O（l）+374 kJ，故答案為：2H₂S（g）+3O₂（g）→2SO₂（g）+2H₂O（l）+374 kJ；
（4）Z是金屬鈉，F(xiàn)eG₂為FeCl₂，根據(jù)原電池原理，在反應(yīng)中2Na+FeCl₂

放電

充電

 Fe+2NaCl，電池的正極是氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，所以反應(yīng)式為Fe²⁺+2e→Fe；充電時(shí)，即為電解質(zhì)池，根據(jù)電解池原理，接電源負(fù)極的為電解池的陰極，在陰極上氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合圖可知，電極材料是熔融鈉，電池的電解質(zhì)為β-Al₂O₃，
故答案為：Fe²⁺+2e^-=Fe；熔融鈉；β-Al₂O₃．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、元素化合物知識(shí)、熱化學(xué)方程式書寫、電化學(xué)知識(shí)等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，中等難度，解題時(shí)注意知識(shí)的綜合應(yīng)用．