Question

下表中列出五种短周期元素A、B、C、D、E的信息，请推断后作答：

元素	有关信息
A	元素主要化合价为-2，原子半径为0.074n m
B	所在主族序数与所在周期序数之差为4
C	原子半径为0.102n m，其单质在A的单质中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
D	最高价氧化物的水化物，能按1：1电离出电子数相等的阴、阳离子
E	原子半径为0.075n m，最高价氧化物的水化物与其氢化物组成一种盐X

（1）写出D元素最高价氧化物的水化物电子式：

 

．
（2）盐X水溶液显

 

（填“酸”“碱”“中”）性，用离子方程式解释其原因

 

．
（3）D₂CA₃的溶液与B的单质能发生反应，其反应的离子方程式为

 

．
（4）已知E元素的某种氢化物Y与A₂的摩尔质量相同．Y与空气组成的燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20～30%的KOH溶液．该燃料电池放电时，正极的电极反应式是

 

．
（5）1L 0.5mol/LC的最高价氧化物的水化物与1L 0.5mol/LD的最高价氧化物的水化物反应，放出28.65kJ热量，该反应的热化学方程式为

 

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（6）盐X溶液与NH₃?H₂O等物质的量浓度的混合溶液中离子浓度的大小关系是

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

分析：短周期元素A、B、C、D、E，A元素主要化合价为-2，原子半径为0.074nm，可推知A为O元素；B所在主族序数与所在周期序数之差为4，B若为第二周期，应处于ⅥA族，与A重复，不可能，故处于第三周期ⅦA族，则B为Cl元素；C原子半径为0.102nm，其单质为黄色晶体，可在A的单质中燃烧，则C为S元素；D的最高价氧化物的水化物能按1：1电离出电子数相等的阴、阳离子，则D为Na；E的原子半径为0.075nm，最高价氧化物的水化物可与其氢化物形成一种盐X，则E为N元素，X为NH₄NO₃，据此解答．

解答： 解：短周期元素A、B、C、D、E，A元素主要化合价为-2，原子半径为0.074nm，可推知A为O元素；B所在主族序数与所在周期序数之差为4，B若为第二周期，应处于ⅥA族，与A重复，不可能，故处于第三周期ⅦA族，则B为Cl元素；C原子半径为0.102nm，其单质为黄色晶体，可在A的单质中燃烧，则C为S元素；D的最高价氧化物的水化物能按1：1电离出电子数相等的阴、阳离子，则D为Na；E的原子半径为0.075nm，最高价氧化物的水化物可与其氢化物形成一种盐X，则E为N元素，X为NH₄NO₃，
（1）D为Na元素，最高价氧化物的水化物为NaOH，NaOH是离子化合物，由钠离子和氢氧根离子构成，其电子式为，故答案为：；
（2）X为NH₄NO₃，是强酸弱碱盐，铵根离子水解NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺，溶液呈酸性，故答案为：酸；NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺；
（3）Cl₂具有强氧化性，Na₂SO₃有较强的还原性，氯气能将亚硫酸根氧化为硫酸根，反应离子方程式：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2H⁺+2Cl^-，故答案为：SO₃^2-+Cl₂+H₂O=SO₄^2-+2H⁺+2Cl^-；
（4）A₂的为O₂，摩尔质量为32g/mol，所以N元素的氢化物Y的摩尔质量为32g/mol，氢化物Y为N₂H₄，原电池正极发生还原反应，所以氧气在正极放电生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（5）C的最高价氧化物的水化物为硫酸，D的最高价氧化物为氢氧化钠，1L 0.5mol/LNaOH（aq）与1L 0.5mol/LH₂SO₄（aq）反应，H₂SO₄过量，放出28.65kJ热量，则1molNaOH完全反应放出57.3KJ的热量，所以其热化学方程式为NaOH（aq）+1/2H₂SO₄（aq）=1/2Na₂SO₄（aq）+H₂O（1）△H=-57.3kJ/mol，故答案为：NaOH（aq）+1/2H₂SO₄（aq）=1/2Na₂SO₄（aq）+H₂O（1）△H=-57.3kJ/mol；
（6）盐X为NH₄NO₃，与NH₃?H₂O等物质的量浓度的混合后，铵根离子能水解，氨水能电离，以氨水的电离为主，所以溶液显碱性，所以混合溶液中离子浓度的大小关系是c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案为：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

点评：本题以元素推断为载体，考查化学用语、盐类水解、电化学原理与计算、元素化合物性质等，综合性较大，难度中等，是对所学知识的综合性考查，注意基础知识的理解掌握．推断元素是解题关键．