Question

【题目】有甲、乙、丙、丁、戊、己六种短周期元素，其元素特征信息如下表所示：

编号	元素特征信息
甲	其单质是密度最小的物质
乙	阴离子带两个单位负电荷,单质是空气的主要成分之一
丙	其阳离子与乙的阴离子有相同的电子层结构，且与乙可以形成两种离子化合物
丁	其氢氧化物和氧化物都有两性，与丙同周期
戊	在地壳中的元素含量仅次于乙
己	与丙同周期，原子半径在该周期最小

(1)元素戊在元素周期表中的位置是____________(用周期、族表示)。乙、丙、丁的简单离子半径由大到小的顺序是_______(用离子符号表示)。上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是__________(写化学式)。

(2)丁单质与甲、乙、丙形成的化合物的水溶液反应的离子方程式为______________；工业生产中，用与戊同主族的一种短周期元素的单质，还原戊的氧化物以制取戊的单质，其反应的化学方程式为_____________________.

(3)实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量丁的单质粉末和元素周期表中26号元素(生活中常见的一种金属元素)的单质粉末的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。向反应结束后的溶液中逐滴加入的溶液，所加溶液的体积()与产生的沉淀的物质的量关系如图所示：

请计算：

①图中B与A的差值为____________；

②原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为__________。

Answer 1

【答案】第四周期，第ⅣA族O2-＞Na+＞Al3+HClO42Al + 2OH- +2H2O=2AlO2- + 3H2↑2C+SiO2Si+2CO0.050.5

【解析】

甲、乙、丙、丁、戊、己六种短周期元素，甲的单质是密度最小的物质，则甲为H元素；乙的阴离子带两个单位的负电荷，单质是空气主要成分之一，则乙为氧元素；乙为氧元素，乙的阴离子为O2-，丙的阳离子与乙的阴离子具有相同的电子层结构，则丙原子有3个电子层，且与乙可以形成两种离子化合物，则丙为Na元素；丁的氢氧化物和氧化物都有两性，且与丙同周期，则丁为铝元素；戊在地壳中的元素含量仅次于O，则戊为硅元素；己与丙同周期，其原子半径在该周期最小，则己为氯元素。

(1)元素硅在元素周期表中位于第四周期第ⅣA族。乙、丙、丁的简单离子具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，离子半径由大到小的顺序是O2-＞Na+＞Al3+。元素的非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4，故答案为：第四周期第ⅣA族；O2-＞Na+＞Al3+；HClO4；

(2)铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al + 2OH- +2H2O=2AlO2- + 3H2↑；工业生产中，用与硅同主族的一种短周期元素的单质，还原戊的氧化物以制取戊的单质，该单质为碳，碳与二氧化硅其反应的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO，故答案为：2Al + 2OH- +2H2O=2AlO2- + 3H2↑；2C+SiO2Si+2CO；

（3）通过题意，反应始终没有气体生成，可以得出不会有氮的氧化物生成，又有硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低，可以推测N元素由+5变成了-3价，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，氢氧化钠与NH4+发生了反应。

①B与A的差值为溶解的氢氧化铝，根据Al（OH）3 +OH-=AlO2-+2H2O，得出Al（OH）3的物质的量为：（104-94）×10-3L×5mol/L=0.05 mol，故答案为：0.05；

②根据NH4++OH-=NH3H2O 得出n（NH4+）=（94-88）×10-3L×5mol/L=0.03 mol，N元素由+5价变为-3价，而金属都由0价变为+3价，根据得失电子守恒，金属的物质的量为0.03mol×8÷3=0.08 mol，所以CD段消耗NaOH的体积为：=0.048L=48mL，在D点氢氧化钠与硝酸、铝铁离子的反应，可计算得出C点氢氧化钠溶液的体积为88mL-48mL=40mL，根据N元素守恒，可知：n（HNO3）=n（H+）+2n（NH4NO3）+3n[Fe（NO3）3]+3n[Al（NO3）3]=0.04L×5mol/L+2×0.03mol+3×0.08mol=0.5mol，故答案为：0.5。