Question

(8分)有A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大。A、B可形成A₂B和A₂B₂两种化合物，B、C同主族且可形成CB₂和CB₃两种化合物。回答下列问题。

(1)A₂B₂的电子式为____________。

(2)CB₂通入A₂B₂溶液中可被氧化为W，用W的溶液(体积为1 L，假设变化前后溶液体积变化忽略不计)组装成原电池(如图所示)。

在b电极上发生的反应可表示为：PbO₂＋4H^＋＋SO＋2e^－＝PbSO₄＋2H₂O，则在a电极上发生的反应可表示为_________________。若电池工作一段时间后，a极消耗0.05 mol Pb，则W的浓度由质量分数39 % (密度1.3 g / cm³)变为______mol /L。

(3)金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED₂和ED₃两种化合物。将E的单质浸入ED₃溶液中(如下图甲所示)，溶液由黄色逐渐变为浅绿色，该反应的离子方程式为____________________________________。

 (4)依据(3)中的反应，可用单质E和石墨为电极设计一个原电池（图乙），则在该原电池工作时，石墨一极发生的反应可以表示为______________________________。

Answer

（8分）(1)  （1分）

(2)Pb－2e－＋SO＝ PbSO4 （2分）  5.07 mol/L （1分）

(3)Fe＋2Fe3＋＝ 3Fe2＋（2分）   (4)2Fe3＋＋2e－＝ 2Fe2＋（2 分）

 【解析】（1）根据元素的结构及有关性质可知，A、B、C、D四种短周期元素分别是H、O、S、Cl，所以过氧化氢的电子式是。

（2）SO2具有氧化性，能被过氧化氢氧化，生成硫酸。所以根据装置图可知，该原电池是铅蓄电池，其中a电极是负极，失去电子，电极反应式是Pb－2e－＋SO＝ PbSO4，所以总反应式是PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O。因此当a极消耗0.05 mol Pb时，消耗硫酸是0.1mol。反应前硫酸的物质的量是1000g×1.3g/ml×39％÷98g/mol＝5.17mol，所以反应后剩余硫酸是5.07mol，则其浓度是5.07mol/L。

（3）根据题意可知，E是铁，反应的方程式是Fe＋2Fe3＋＝ 3Fe2＋。

（4）铁是活泼的金属，因此铁是负极，石墨是正极，溶液中的铁离子再正极得到电子，反应式的是2Fe3＋＋2e－＝ 2Fe2＋。