Question

12．下表为元素周期表的短周期部分．

a
			b	c	d
e		f			g	h

请参照元素a-h在表中的位置，根据判断出的元素回答问题：
（1）h原子核外有4 种不同伸展方向的电子云，最外层共有7 种不同运动状态的电子．
（2）比较d、e元素常见离子的半径大小（用化学式表示）O^2-＞Na⁺；b、c 两元素非金属性较强的是（写元素符号）N，写出证明这一结论的一个化学方程式2HNO₃+Na₂CO₃ =2NaNO₃+CO₂↑+H₂O．
（3）d、e元素形成的四原子化合物的电子式为；b、g元素形成的分子bg₂为非极性分子（填写“极性”或“非极性”）．
上述元素可组成盐R：ca₄f（gd₄）₂，和盐S：ca₄agd₄，
（4）相同条件下，0.1mol/L 盐R中c（ca₄⁺）小于（填“等于”、“大于”或“小于”）0.1mol/L 盐S中c（ca₄⁺）．
（5）向盛有10mL1mol/L盐S溶液的烧杯中滴加1mol/L NaOH溶液至中性，则反应后各离子浓度由大到小的排列顺序是c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．
（6）向盛有10mL 1mol/L盐 R溶液的烧杯中滴加1mol/L NaOH溶液32mL后，继续滴加至35mL写出此时段（32mL-35mL）间发生的离子方程式：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O．若在10mL 1mol/L 盐R溶液的烧杯中加20mL1.2mol/L Ba（OH）₂溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为0.022mol．

Answer 1

分析 由元素在周期表中位置可知，a为H、b为C、c为N、d为O、e为Na、f为Al、g为S、h为Cl．
（1）h为Cl原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，只有s、p轨道电子云；核外子没有运动状态相同的电子；
（2）电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小；
同周期自左而右元素非金属性增强，可以利用最高价含氧酸中强酸制备弱酸进行验证；
（3）d、e元素形成的四原子化合物为Na₂O₂；b、g元素形成的分子SC₂为直线型对称结构；
（4）NH₄Al（SO₄）₂溶液中铵根离子与铝离子相互抑制水解，而NH₄HSO₄溶液中氢离子抑制铵根离子水解，铝离子抑制程度不如酸的抑制程度大；
（5）NH₄HSO₄与 NaOH按物质的量1：1反应时为硫酸钠、硫酸铵混合溶液，溶液呈酸性，二者混合呈中性，还有一水合氨生成，为硫酸钠、硫酸铵、一水合氨混合溶液；
（6）根据n=cV计算n（Al³⁺ ）、n（NH₄⁺）、n（SO₄^2-），开始发生反应：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，在发生反应：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，最后发生反应：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根据离子方程式计算判断加入32mLNOH溶液后，继续滴加至35mL时反应离子方程式；
计算n（Ba²⁺）、n（OH^-），根据SO₄^2-、Ba²⁺中不足量的离子的物质的量计算生成BaSO₄的物质的量，依次发生：Al³⁺+OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根据方程式计算生成Al（OH）₃的物质的量，进而二者计算生成固体总物质的量．

解答 解：由元素在周期表中位置可知，a为H、b为C、c为N、d为O、e为Na、f为Al、g为S、h为Cl．
（1）h为Cl原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，只有s、p轨道电子云，有4种伸展方向不同的电子，核外子没有运动状态相同的电子，最外层有7种运动状态不同的电子，
故答案为：4；7；
（2）电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：O^2-＞Na⁺，
同周期自左而右元素非金属性增强，故非金属性N＞C，可以利用最高价含氧酸中强酸制备弱酸进行验证，反应方程式为：2HNO₃+Na₂CO₃ =2NaNO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案为：O^2-＞Na⁺；N；2HNO₃+Na₂CO₃ =2NaNO₃+CO₂↑+H₂O；
（3）d、e元素形成的四原子化合物为Na₂O₂，电子式为：，b、g元素形成的分子SC₂为直线型对称结构，分子中正负电荷重心重合，属于非极性分子，
故答案为：；非极性；
（4）NH₄Al（SO₄）₂，溶液中铵根离子与铝离子相互抑制水解，而NH₄HSO₄溶液中氢离子抑制铵根离子水解，铝离子抑制程度不如酸的抑制程度大，则NH₄HSO₄溶液中铵根离子浓度更大，
故答案为：小于；
（5）NH₄HSO₄与 NaOH按物质的量1：1反应时为硫酸钠、硫酸铵混合溶液，溶液呈酸性，二者混合呈中性，还有一水合氨生成，为硫酸钠、硫酸铵、一水合氨混合溶液，则反应后各离子浓度由大到小的排列顺序是：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）；
（6）10mL 1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺ 物质的量为0.01mol，NH₄⁺的物质的量为0.01mol，SO₄^2-的物质的量为0.02mol，
32mL 1mol/L NaOH溶液中NaOH物质的量为0.032L×1mol/L=0.032mol，由Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，可知完全沉淀铝离子消耗0.03mol NaOH，消耗NaOH溶液30mL，由NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，可知铵根离子完全反应消耗NaOH为0.01mol，又消耗NaOH溶液10mL，故加入32mLNOH溶液后，继续滴加至35mL时反应离子方程式为：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；
20mL 1.2 mol•L^-1Ba（OH）₂溶液中Ba²⁺物质的量为0.024mol，OH^-为0.048mol，
由SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，可知SO₄^2-不足，故可以得到0.02mol BaSO₄，
     Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
0.01mol 0.03mol 0.01mol
反应剩余OH^-为0.048mol-0.03mol=0.018mol，
     NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O
0.01mol 0.01mol
反应剩余OH^-为0.018mol-0.01mol=0.008mol，
    Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
0.008mol 0.008mol
故得到Al（OH）₃沉淀为0.01mol-0.008mol=0.002mol
则最终得到固体为0.02mol+0.002mol=0.022mol，
故答案为：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；0.022．

点评 本题考查结构位置性质关系，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度较大．