Question

有A、B、C、D、E五种主族元素，A原子中质子和中子数相等，A元素在其最高价氧化物中含量为40%，在其氢化物中含量为94.1%，B是同周期中除稀有元素外原子半径最大的元素，C和D的原子序数分别比E和A的原子序数大1，C和D能形成CD₃的化合物，B和D的离子具有相同的电子层结构，18g C和足量的稀H₂SO₄反应生成的H₂在标准状况下的体积为22.4L，C原子中有14个中子．试回答下列问题：
（1）B的名称

 

． E离子的结构示意图

 

．
（2）用电子式表示ED₂的形成过程

 

．
（3）A、C、D离子半径由小到大的顺序为

 

（用离子符号表示）．
（4）C和E与B的最高价氧化物的水化物构成原电池，负极的电极方程式

 

．
（5）某温度下，在0.20L的0.002mol?L^-1 ESO₄溶液中加入等体积的0.10mol?L^-1的氨水溶液，试通过计算，溶液中有无E（OH）₂沉淀．（该温度下ksp[E（OH）₂]=2×10^-11，电离常数Kb（NH₃?H₂O）=2×10^-5）（列出简单的计算过程）

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：令A元素最高正化合价为a，则最低负化合价为（a-8），A的相对分子质量为b，
A元素最高价氧化物中A原子与O原子数目之比为2：a，由A元素在其最高价氧化物中的含量是40%，则2b：16a=40%：（1-40%），元素A的氢化物化学式为H_（8-a）A，结合A元素质量分数可得：

b

8-a+b

=94.1%，联立方程，解得b=32，A原子核中质子数与中子数相等，相对原子质量-质子数+中子数，所以质子数为16，则A为S；
C和D的原子序数分别比E和A的原子序数大1，故D为Cl；又C和D能形成CD₃的化合物，故C县+3价，18g C和足量的稀H₂SO₄反应生成的H₂在标准状况下的体积为22.4L，根据得失电子守恒，

18g

Mc

×3=

22.4L

22.4L/mol

×2，解得Mc=27g/mol，又C原子中有14个中子，所以C的质子数为13，为Al；C和D的原子序数分别比E和A的原子序数大1，故E为Mg；
（1）根据以上分析B的名称为钾，E离子的结构示意图为；
（2）根据以上分析ED₂为MgCl₂，根据形成过程方法书写；
（3）根据电子层数越大半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小来判断；
（4）C和E与B的最高价氧化物的水化物构成原电池即镁铝氢氧化钾原电池，在碱性溶液中铝比镁活泼，所以铝为负极，根据铝与碱的反应书写；
（5）设铵根的浓度为x  K=

C(NH 4 +)C(OH -)

C(NH 3?H 2O)

=

x 2

0.05-x

=2×10^-5解得x=10^-3   
Q=（10^-3）²×

0.002

2

=10^-9＞Ksp
所以溶液中有Mg（OH）₂沉淀

解答： 解：令A元素最高正化合价为a，则最低负化合价为（a-8），A的相对分子质量为b，
A元素最高价氧化物中A原子与O原子数目之比为2：a，由A元素在其最高价氧化物中的含量是40%，则2b：16a=40%：（1-40%），元素A的氢化物化学式为H_（8-a）A，结合A元素质量分数可得：

b

8-a+b

=94.1%，联立方程，解得b=32，A原子核中质子数与中子数相等，相对原子质量-质子数+中子数，所以质子数为16，则A为S；
C和D的原子序数分别比E和A的原子序数大1，故D为Cl；又C和D能形成CD₃的化合物，故C县+3价，18g C和足量的稀H₂SO₄反应生成的H₂在标准状况下的体积为22.4L，根据得失电子守恒，

18g

Mc

×3=

22.4L

22.4L/mol

×2，解得Mc=27g/mol，又C原子中有14个中子，所以C的质子数为13，为Al；C和D的原子序数分别比E和A的原子序数大1，故E为Mg；
（1）根据以上分析B的名称为钾，E离子的结构示意图为故答案为：钾； ；
（2）根据以上分析ED₂为MgCl₂，其形成过程
故答案为：；
（3）根据电子层数越大半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则A、C、D离子半径由小到大的顺序为S^2-＞Cl^-＞Al³⁺故答案：S^2-＞Cl^-＞Al³⁺
（4）C和E与B的最高价氧化物的水化物构成原电池即镁铝氢氧化钾原电池，在碱性溶液中铝比镁活泼，所以铝为负极，其反应为：Al-4OH^-+3e^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al-4OH^-+3e^-=AlO₂^-+2H₂O
（5）设铵根的浓度为x  K=

C(NH 4 +)C(OH -)

C(NH 3?H 2O)

=

x 2

0.05-x

=2×10^-5解得x=10^-3   
Q=（10^-3）²×

0.002

2

=10^-9＞Ksp
所以溶液中有Mg（OH）₂沉淀，故答案为：溶液中有Mg（OH）₂沉淀．

点评：本题考查元素推断、形成过程、半径比较、电化学原理、溶解平衡的有关计算，难度不大，注意掌握化学式中元素质量分数计算，推断元素是解题的关键．