Question

A、B、C、D、E、五種元素均是短周期主族元素，且原子序數(shù)依次增大．A的原子半徑最小，B、E原子的最外層電子數(shù)均為其電子層數(shù)的2倍．D、E元素原子的最外層電子數(shù)相等．X、Y、Z、W、G、甲、乙七種物質(zhì)均由上述中的兩種或三種元素組成．元素B形成的單質(zhì)M與甲、乙（相對分子質(zhì)量：甲＜乙）濃溶液的反應(yīng)分別是：甲與M反應(yīng)生成X、Y、Z，乙與M反應(yīng)生成Y、Z、W，X、Y、W均能與Z反應(yīng)，反應(yīng)條件均省略，回答下列有關(guān)問題：
（1）若將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的X和D₂按4：1充滿試管后將其倒立于水槽中，待水不在上升時，試管內(nèi)溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是

 

（假設(shè)溶質(zhì)不擴散） 
（2）若將X、W、D₂按44：3通入Z中充分反應(yīng)，寫出總的離子方程式

 

；
（3）G是一種既能與強酸又能與強堿反應(yīng)的酸式鹽，則G的電子式

 

，取0.2mol/L的NaOH溶液與0.1mol/L的G溶液等體積混合后，加熱至充分反應(yīng)后，待恢復(fù)至室溫剩余溶液中離子濃度的由大到小順序是

 

，此時測得溶液的PH=12，則此條件下G中陰離子的電離平衡常數(shù)Ka=

 

．

Answer 1

考點：位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：A、B、C、D、E、五種元素均是短周期主族元素，且原子序數(shù)依次增大．B、E原子的最外層電子數(shù)均為其電子層數(shù)的2倍，分別處于第二、第三周期，則B為C元素、E為S元素；D、E元素原子的最外層電子數(shù)相等，二者同主族，則D為O元素；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；A的原子半徑最小，則A為H元素；X、Y、Z、W、G、甲、乙六種物質(zhì)均由上述元素中的兩種或三種元素組成，元素B形成的單質(zhì)M為碳，與甲、乙濃溶液均能反應(yīng)（相對分子質(zhì)量：甲＜乙），可推知：甲為HNO₃、乙為H₂SO₄，甲與M反應(yīng)生成X、Y、Z，乙與M反應(yīng)生成Y、Z、W，則X為NO₂，W為SO₂，Y、Z分別為H₂O、CO₂中的一種，X、Y、W均能與Z反應(yīng)，則：Y為CO₂，Z為H₂O，
（1）NO₂和O₂按4：1充滿試管后將其倒立于水槽中，發(fā)生反應(yīng)4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃，溶液體積等于混合氣體的體積，令混合氣體體積為5L，計算生成硝酸的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算所得硝酸的濃度；
（2）若將NO₂、SO₂、O₂按4：4：3通入H₂O中充分反應(yīng)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，反應(yīng)生成硝酸、硫酸；
（3）G是一種既能與強酸又能與強堿反應(yīng)的酸式鹽，G由上述元素中的兩種或三種元素組成，則G為NH₄HS，取0.2mol/L的NaOH溶液與0.1mol/L的NH₄HS溶液等體積混合后，二者物質(zhì)的量之比為2：1，加熱至充分反應(yīng)生成Na₂S、氨氣與水，待恢復(fù)至室溫剩余溶液為Na₂S溶液，溶液中S^2-水解，溶液呈堿性，水的電離與產(chǎn)生氫氧根離子，故c（OH^-）＞c（HS^-），溶液中氫離子濃度最小；
溶液中c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）=10^-12mol/L，
此時測得溶液的PH=12，c（H⁺）=10^-12mol/L，c（OH^-）=10^-2mol/L，由于S^2-+H₂O?OH^-+HS^-，溶液中氫氧根離子源于硫離子水解及水的電離，故溶液中c（HS^-）=10^-2mol/L-10^-12mol/L≈10^-2mol/L，溶液中c（S^2-）=0.1mol/L×

1

2

-10^-2mol/L=0.04molL，由HS^-=S^2-+H⁺，可知其電離產(chǎn)生Ka=

c(S2-)×c(H+)

c(HS-)

，代入數(shù)據(jù)計算．

解答： 解：A、B、C、D、E、五種元素均是短周期主族元素，且原子序數(shù)依次增大．B、E原子的最外層電子數(shù)均為其電子層數(shù)的2倍，分別處于第二、第三周期，則B為C元素、E為S元素；D、E元素原子的最外層電子數(shù)相等，二者同主族，則D為O元素；C的原子序數(shù)介于碳、氧之間，則C為N元素；A的原子半徑最小，則A為H元素；X、Y、Z、W、G、甲、乙六種物質(zhì)均由上述元素中的兩種或三種元素組成，元素B形成的單質(zhì)M為碳，與甲、乙濃溶液均能反應(yīng)（相對分子質(zhì)量：甲＜乙），可推知：甲為HNO₃、乙為H₂SO₄，甲與M反應(yīng)生成X、Y、Z，乙與M反應(yīng)生成Y、Z、W，則X為NO₂，W為SO₂，Y、Z分別為H₂O、CO₂中的一種，X、Y、W均能與Z反應(yīng)，則：Y為CO₂，Z為H₂O，
（1）NO₂和O₂按4：1充滿試管后將其倒立于水槽中，發(fā)生反應(yīng)4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃，溶液體積等于混合氣體的體積，令混合氣體體積為5L，則硝酸的物質(zhì)的量=

4L

22.4L/mol

=

1

5.6

mol，故所得溶液的物質(zhì)的量濃度=

1 5.6 mol

5L

=

1

28

mol/L，
故答案為：

1

28

mol/L；
（2）若將NO₂、SO₂、O₂按4：4：3通入H₂O中充分反應(yīng)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，反應(yīng)生成硝酸、硫酸，反應(yīng)總的離子方程式為：4NO₂+4SO₂+3O₂+6H₂O═4NO₃^-+4SO₄^2-+12H⁺，故答案為：4NO₂+4SO₂+3O₂+6H₂O═4NO₃^-+4SO₄^2-+12H⁺；
（3）G是一種既能與強酸又能與強堿反應(yīng)的酸式鹽，G由上述元素中的兩種或三種元素組成，則G為NH₄HS，其電子式為：；
取0.2mol/L的NaOH溶液與0.1mol/L的NH₄HS溶液等體積混合后，二者物質(zhì)的量之比為2：1，加熱至充分反應(yīng)生成Na₂S、氨氣與水，待恢復(fù)至室溫剩余溶液為Na₂S溶液，溶液中S^2-水解，溶液呈堿性，水的電離與產(chǎn)生氫氧根離子，故c（OH^-）＞c（HS^-），溶液中氫離子濃度最小，故溶液中c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）；
此時測得溶液的PH=12，c（H⁺）=10^-12mol/L，c（OH^-）=10^-2mol/L，由于S^2-+H₂O?OH^-+HS^-，溶液中氫氧根離子源于硫離子水解及水的電離，故溶液中c（HS^-）=10^-2mol/L-10^-12mol/L≈10^-2mol/L，溶液中c（S^2-）=0.1mol/L×

1

2

-10^-2mol/L=0.04molL，由HS^-=S^2-+H⁺，可知其電離產(chǎn)生Ka=

c(S2-)×c(H+)

c(HS-)

=

0.04×10-12

10-2

=4×10^-12，
故答案為：；c（Na⁺）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（HS^-）＞c（H⁺）；4×10^-12．

點評：本題考查無機物推斷，元素的推斷及物質(zhì)的推斷為解答本題的關(guān)鍵，需要學(xué)生熟練掌握元素化合物知識，（3）中計算為易錯點，不能認(rèn)為氫氧根與硫氰根離子濃度相等，注意忽略計算，難度中等．