Question

U、V、W、X、Y、Z屬于原子序數(shù)依次增大的六種短周期主族元素，它們之間的關(guān)系如下：
Ⅰ．元素原子的核電荷數(shù)：U+V+W=Y
Ⅱ．U可分別和V、W、Y、Z形成具有相同電子數(shù)的共價(jià)化合物甲、乙、丙、丁
Ⅲ．W、V元素原子的最外層電子數(shù)之和與之差分別等于X元素原子的核外電子數(shù)與最外層電子數(shù)
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出下列元素的名稱：X

 

；乙的結(jié)構(gòu)式

 

．
（2）由U、W、X、Y四種元素形成的一種相對(duì)分子質(zhì)量為120的化合物，溶于水時(shí)破壞的是

 

．
A．共價(jià)鍵　  　B．離子鍵　 　 C．金屬鍵　  　D．氫鍵　  　E．分子間作用力
（3）高壓下V的單質(zhì)會(huì)聚合生成高聚物，這種高聚物的晶體中每個(gè)V原子都通過(guò)三個(gè)單鍵與其它V原子結(jié)合形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（如圖1），則其晶體類型是

 

，它與V的單質(zhì)之間的關(guān)系屬于

 

．
（4）甲──空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液，則放電時(shí)負(fù)極上的電極反應(yīng)式為

 

．
（5）在一定條件下，F(xiàn)e與不同濃度的UVW₃反應(yīng)的還原產(chǎn)物很復(fù)雜，一般隨著UVW₃濃度的變化其主要還原產(chǎn)物中V元素的化合價(jià)呈規(guī)律性變化，其分布曲線如圖2：其中曲線Ⅴ表示的還原產(chǎn)物是

 

（填化學(xué)式），VU₄⁺作為還原產(chǎn)物的曲線是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用,化學(xué)電源新型電池

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：U可分別和V、W、Y、Z形成具有相同電子數(shù)的共價(jià)化合物甲、乙、丙、丁，通常考慮10電子或18電子微粒，U為氫元素，元素原子的核電荷數(shù)：U+V+W=Y，可知Y為第三周期元素，則V、W只能為第二周期元素，U、V、W、X、Y、Z屬于原子序數(shù)依次增大，V、W為C、N、O、F中的兩種，W、V元素原子的最外層電子數(shù)之和與之差分別等于X元素原子的核外電子數(shù)與最外層電子數(shù)，只有V、W分別為N、O符合，U+V+W=Y=1+7+8=16，Y為S，U可分別和V、W、Y、Z形成具有相同電子數(shù)的共價(jià)化合物甲、乙、丙、丁，甲、乙、丙、丁分別為：N₂H₄、H₂O₂、H₂S、HCl、因此Z為Cl，
（1）根據(jù)X為鈉元素，乙為H₂O₂分析解答；
（2）由H、Na、S和O四種元素形成的一種相對(duì)分子質(zhì)量為120化合物，該化合物為NaHSO₄，硫酸氫鈉在水電離方程式為NaHSO₄=Na⁺+H⁺+SO₄^2-；
（3）根據(jù)N原子能形成三個(gè)共價(jià)鍵，而每個(gè)共價(jià)鍵由兩個(gè)N原子組成來(lái)分析；由同種元素形成的不同種單質(zhì)互為同素異形體；
（4）燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，甲為N₂H₄；
（5）UVW₃為硝酸，F(xiàn)e與不同濃度的硝酸反應(yīng)，主要被還原為NO₂、NO、NH₄⁺，依據(jù)硝酸的密度結(jié)結(jié)合圖象分析硝酸還原產(chǎn)物百分含量的變化規(guī)律；

解答： 解：U可分別和V、W、Y、Z形成具有相同電子數(shù)的共價(jià)化合物甲、乙、丙、丁，通�？紤]10電子或18電子微粒，U為氫元素，元素原子的核電荷數(shù)：U+V+W=Y，可知Y為第三周期元素，則V、W只能為第二周期元素，U、V、W、X、Y、Z屬于原子序數(shù)依次增大，V、W為C、N、O、F中的兩種，W、V元素原子的最外層電子數(shù)之和與之差分別等于X元素原子的核外電子數(shù)與最外層電子數(shù)，只有V、W分別為N、O符合，U+V+W=Y=1+7+8=16，Y為S，U可分別和V、W、Y、Z形成具有相同電子數(shù)的共價(jià)化合物甲、乙、丙、丁，甲、乙、丙、丁分別為：N₂H₄、H₂O₂、H₂S、HCl、因此Z為Cl，
（1）X為鈉元素，乙為H₂O₂，H₂O₂是一種含有氧氧共價(jià)鍵和氧氫共價(jià)鍵的極性分子，電子式為：，所以結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H；
故答案為：鈉；H-O-O-H；
（2）由H、Na、S和O四種元素形成的一種相對(duì)分子質(zhì)量為120的化合物為NaHSO₄，硫酸氫鈉在水電離方程式為 NaHSO₄=Na⁺+H⁺+SO₄^2-，硫酸氫鈉中鈉離子和硫酸氫根離子之間存在離子鍵、氫原子和硫酸根離子之間存在共價(jià)鍵，所以硫酸氫鈉溶于水破壞離子鍵和共價(jià)鍵，
故選AB；
（3）高聚氮的晶體中每個(gè)氮原子都通過(guò)三個(gè)單鍵與其它氮原子結(jié)合并向空間發(fā)展構(gòu)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以高聚氮為原子晶體，高聚氮和氮?dú)舛紴榈�元素組成的單質(zhì)，互為同素異形體，
故答案為：原子晶體；同素異形體；
（4）甲為N₂H₄，肼--空氣堿性燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，電極反應(yīng)式為N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-═N₂+4H₂O；
（5）足量的鐵與一定量的濃硝酸反應(yīng)時(shí)隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃度越來(lái)越稀，所以產(chǎn)物中所有價(jià)態(tài)的氣體都有，所以氣體為NO₂、NO、N₂O、N₂，硝酸的濃度（或密度）越低，還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低，F(xiàn)e與不同濃度的硝酸反應(yīng)，當(dāng)其它條件一致時(shí)，在濃硝酸中，主要產(chǎn)物NO₂、NO，隨著硝酸濃度逐漸降低，產(chǎn)物NO₂逐漸減少而NO的相對(duì)含量逐漸增多，因此從圖象中可以看出，Ⅴ為NO₂；
當(dāng)HNO₃的濃度降到密度介于1.2-1.3g?mL^-1之間時(shí)，NH₄⁺離子成為主要產(chǎn)物，因此從圖象中可以看出Ⅰ為NH₄⁺，
足量的鐵與一定量的濃硝酸反應(yīng)，硝酸的濃度（或密度）越低，還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低，因此從圖象中可以看出Ⅰ為NH₄⁺，Ⅱ?yàn)镹₂，Ⅲ為N₂O，Ⅳ為NO，Ⅴ為NO₂，
故答案為：NO₂；Ⅰ；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了元素周期表和元素周期律綜合知識(shí)，涉及結(jié)構(gòu)式書(shū)寫(xiě)、化學(xué)鍵、原子晶體性質(zhì)、氧化還原等知識(shí)，正確推斷元素的種類為解答該題的關(guān)鍵，題目難度較大．