Question

11．X、Y、Z是三種短周期元素，X和Z的質子數之和與Y的質子數相等，Z的電子層數是X的電子層數的2倍．A、B、C、D、E、F是中學化學中的常見物質，它們由上述三種元素中的一種、兩種或三種組成，其中A是能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體，D、E是兩種酸，F是一種單質，反應③④均在微生物作用下進行，其轉化關系如圖所示．
回答下列問題：
（1）A的電子式為．
（2）A和E反應生成G，C與G中都含有共價鍵（填化學鍵的類型）．
（3）反應③中如果轉移的電子為3mol，則被氧化的A為0.5mol．
（4）科學家發(fā)明了使ZX₃直接用于燃料電池的方法，其裝置用鉑作電極，加入堿性電解質溶液，往一極通入空氣，另一電極通入ZX₃并使之轉化為無污染的氣體，試寫出負極的電極反應式：2NH₃+6OH^--6e^-═N₂↑+6H₂O．
（5）由Z、X兩元素形成的含10個電子的陽離子可和XSO₄^-形成一種鹽A，若往A的溶液中緩緩滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，則溶液中所含離子濃度由大到小的順序為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-）．

Answer 1

分析 X、Y、Z是三種短周期元素，Z的電子層數是X的電子層數的2倍，判斷X是H元素，Z是第二周期元素．A、B、C、D、E、F是中學化學中的常見物質，它們由上述三種元素中的一種、兩種或三種組成，其中A是能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體，則A為NH₃，Y、Z中有一種元素為N元素，X和Z的質子數之和與Y的質子數相等，若Y為N元素，則Z的質子數為7-1=6，則Z為C元素，結構框圖轉化關系可知不符合題意．若Z為N元素，則Y的質子數為1+7=8，則Y為O元素，F是一種單質，能與氨氣反應，則F為O₂，結合轉化關系判斷B為NO，C為NO₂，D、E是兩種酸，反應③④均在微生物作用下進行，則D為HNO₂，E為HNO₃，符合題意，據此解答．

解答 解：X、Y、Z是三種短周期元素，Z的電子層數是X的電子層數的2倍，判斷X是H元素，Z是第二周期元素．A、B、C、D、E、F是中學化學中的常見物質，它們由上述三種元素中的一種、兩種或三種組成，其中A是能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體，則A為NH₃，Y、Z中有一種元素為N元素，X和Z的質子數之和與Y的質子數相等，若Y為N元素，則Z的質子數為7-1=6，則Z為C元素，結構框圖轉化關系可知不符合題意．若Z為N元素，則Y的質子數為1+7=8，則Y為O元素，F是一種單質，能與氨氣反應，則F為O₂，結合轉化關系判斷B為NO，C為NO₂，D、E是兩種酸，反應③④均在微生物作用下進行，則D為HNO₂，E為HNO₃，符合題意．
（1）A為NH₃，其電子式為，故答案為：；
（2）A和E反應生成G為NH₄NO₃，C為NO₂，C與G中都含有共價鍵，故答案為：共價鍵；
（3）反應③的方程式為：2NH₃+3O₂═2HNO₂+2H₂O，如果轉移的電子為3mol，則被氧化的NH₃為$\frac{3mol}{3-（-3）}$=0.5mol，故答案為：0.5；
（4）用鉑作電極，加入堿性電解質溶液，往一極通入空氣，另一電極通入NH₃并使之轉化為無污染的氣體，負極發(fā)生氧化反應，應在負極通入氨氣，在堿性條件下生成氮氣與水，負極的電極反應式：2NH₃+6OH^--6e^-═N₂↑+6H₂O，故答案為：2NH₃+6OH^--6e^-═N₂↑+6H₂O；
（5）由N、H兩元素形成的含10個電子的陽離子為NH₄⁺，和HSO₄^-形成一種鹽A為NH₄HSO₄，若往A的溶液中緩緩滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，則溶液c（H⁺）=c（OH^-），若按1：1恰好反應得到（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄時，溶液呈酸性，故加入NaOH的物質的量大于NH₄HSO₄，則c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），溶液中N、S原子物質的量之比為1：1，而溶液中N元素以NH₄⁺、NH₃．H₂O形式存在，故c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），則溶液中離子濃度大小關系為c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）=c（OH^-）．

點評 本題考查元素化合物推斷、電子式、氧化還原反應計算、原電池、離子濃度大小比等，推斷元素及化合物是解題的關鍵，對學生的邏輯推理有一定的要求，難度中等．