Question

11．X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍．A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，D、E是两种酸，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，其转化关系如图所示．
回答下列问题：
（1）A的电子式为．
（2）A和E反应生成G，C与G中都含有共价键（填化学键的类型）．
（3）反应③中如果转移的电子为3mol，则被氧化的A为0.5mol．
（4）科学家发明了使ZX₃直接用于燃料电池的方法，其装置用铂作电极，加入碱性电解质溶液，往一极通入空气，另一电极通入ZX₃并使之转化为无污染的气体，试写出负极的电极反应式：2NH₃+6OH^--6e^-═N₂↑+6H₂O．
（5）由Z、X两元素形成的含10个电子的阳离子可和XSO₄^-形成一种盐A，若往A的溶液中缓缓滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，则溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-）．

Answer 1

分析 X、Y、Z是三种短周期元素，Z的电子层数是X的电子层数的2倍，判断X是H元素，Z是第二周期元素．A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则A为NH₃，Y、Z中有一种元素为N元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，若Y为N元素，则Z的质子数为7-1=6，则Z为C元素，结构框图转化关系可知不符合题意．若Z为N元素，则Y的质子数为1+7=8，则Y为O元素，F是一种单质，能与氨气反应，则F为O₂，结合转化关系判断B为NO，C为NO₂，D、E是两种酸，反应③④均在微生物作用下进行，则D为HNO₂，E为HNO₃，符合题意，据此解答．

解答 解：X、Y、Z是三种短周期元素，Z的电子层数是X的电子层数的2倍，判断X是H元素，Z是第二周期元素．A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则A为NH₃，Y、Z中有一种元素为N元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，若Y为N元素，则Z的质子数为7-1=6，则Z为C元素，结构框图转化关系可知不符合题意．若Z为N元素，则Y的质子数为1+7=8，则Y为O元素，F是一种单质，能与氨气反应，则F为O₂，结合转化关系判断B为NO，C为NO₂，D、E是两种酸，反应③④均在微生物作用下进行，则D为HNO₂，E为HNO₃，符合题意．
（1）A为NH₃，其电子式为，故答案为：；
（2）A和E反应生成G为NH₄NO₃，C为NO₂，C与G中都含有共价键，故答案为：共价键；
（3）反应③的方程式为：2NH₃+3O₂═2HNO₂+2H₂O，如果转移的电子为3mol，则被氧化的NH₃为$\frac{3mol}{3-（-3）}$=0.5mol，故答案为：0.5；
（4）用铂作电极，加入碱性电解质溶液，往一极通入空气，另一电极通入NH₃并使之转化为无污染的气体，负极发生氧化反应，应在负极通入氨气，在碱性条件下生成氮气与水，负极的电极反应式：2NH₃+6OH^--6e^-═N₂↑+6H₂O，故答案为：2NH₃+6OH^--6e^-═N₂↑+6H₂O；
（5）由N、H两元素形成的含10个电子的阳离子为NH₄⁺，和HSO₄^-形成一种盐A为NH₄HSO₄，若往A的溶液中缓缓滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，则溶液c（H⁺）=c（OH^-），若按1：1恰好反应得到（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄时，溶液呈酸性，故加入NaOH的物质的量大于NH₄HSO₄，则c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），溶液中N、S原子物质的量之比为1：1，而溶液中N元素以NH₄⁺、NH₃．H₂O形式存在，故c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），则溶液中离子浓度大小关系为c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-）．

点评 本题考查元素化合物推断、电子式、氧化还原反应计算、原电池、离子浓度大小比等，推断元素及化合物是解题的关键，对学生的逻辑推理有一定的要求，难度中等．