Question

有A、B、C、D、E五種短周期元素，其元素特征信息如下表

編號(hào)	元素特征信息
A	其單質(zhì)是密度最小的物質(zhì)．
B	陰離子帶兩個(gè)單位負(fù)電荷，單質(zhì)是空氣的主要成分之一．
C	其陽(yáng)離子與B的陰離子有相同的電子層結(jié)構(gòu)，且與B可以形成兩種離子化合物．
D	其氫氧化物和氧化物都有兩性，與C同周期
E	與C同周期，原子半徑在該周期最小[

（1）A、B、C形成的化合物的電子式為

 

，其中含有的化學(xué)鍵類(lèi)型是

 

．
（2）B、C、D的簡(jiǎn)單離子半徑由大到小的順序是（用離子符號(hào)表示）

 

．
（3）①E單質(zhì)與A、B、C形成的化合物反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

；
②D單質(zhì)與A、B、C形成的化合物的水溶液反應(yīng)的離子方程式為：

 

；
③B、C元素形成的兩種化合物分別與A₂B反應(yīng)的離子方程式：

 

，

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，硝酸的濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低．現(xiàn)有一定量D的粉末和元素周期表中26號(hào)元素F的粉末的混合物與一定體積某濃度的稀硝酸充分反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中無(wú)氣體放出．在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐
滴加入5mol?L^-1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積（mL）與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量關(guān)系如下圖所示．請(qǐng)計(jì)算：

（1）寫(xiě)出F單質(zhì)在B單質(zhì)中燃燒的產(chǎn)物與D單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

（2）B與A的差值為：

 

mol．
（3）C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液體積為：

 

mL．
（4）原硝酸溶液中含硝酸的物質(zhì)的量為

 

mol．

Answer 1

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

專(zhuān)題：元素周期律與元素周期表專(zhuān)題

分析：A、B、C、D、E短周期五種元素．A是其單質(zhì)是密度最小的物質(zhì)，則A為氫元素；B的陰離子帶兩個(gè)單位的負(fù)電荷，單質(zhì)是空氣主要成分之一，則B為氧元素；B為氧元素，B的陰離子為O^2-，C的陽(yáng)離子與B的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則C原子有3個(gè)電子層，且與B可以形成兩種離子化合物，則C為Na元素；D的氫氧化物和氧化物都有兩性，且與C同周期，則D為鋁元素；E與C同周期，其原子半徑在該周期最小，則E為氯元素．
（1）A、B、C形成的化合物為氫氧化鈉，為離子化合物，陰離子帶電荷且用“[]”，在右上角報(bào)上所帶的電荷數(shù)，據(jù)此書(shū)寫(xiě)電子式，該化合物含有離子鍵、共價(jià)鍵；
（2）B、C、D的簡(jiǎn)單離子分別為O^2-、Na⁺、Al³⁺，根據(jù)同層核大徑小判斷；
（3）①為氯氣和堿的反應(yīng)；②為鋁和堿的反應(yīng)；③氧化鈉、過(guò)氧化鈉和水的反應(yīng)；
（4）通過(guò)題意，反應(yīng)始終沒(méi)有氣體生成，可以得出不會(huì)有氮的氧化物生成，又有硝酸的濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低，可以推測(cè)N元素由+5變成了-3價(jià)，由圖可得硝酸過(guò)量，加入氫氧化鈉溶液應(yīng)先與硝酸反應(yīng)，再生成沉淀，當(dāng)沉淀完全后由圖知繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀量不變，可得與NH₄⁺發(fā)生了反應(yīng)，
（1）26號(hào)元素F為鐵元素，在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)；
（2）可根據(jù)Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O．得出Al（OH）₃的物質(zhì)的量；
（3）沉淀的總量可根據(jù)NH₄⁺的量，根據(jù)NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O 得出n（NH₄⁺）=（94-88）×10^-3L×5mol/L=0.03 mol，根據(jù)氧化還原反應(yīng)，N元素由+5價(jià)變?yōu)?3價(jià)，而金屬都由0價(jià)變?yōu)?3價(jià)，可以運(yùn)用電子守恒得出金屬的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算C點(diǎn)消耗NaOH的體積；
（4）根據(jù)N元素守恒計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量；

解答： 解：A、B、C、D、E短周期五種元素．A是其單質(zhì)是密度最小的物質(zhì)，則A為氫元素；B的陰離子帶兩個(gè)單位的負(fù)電荷，單質(zhì)是空氣主要成分之一，則B為氧元素；B為氧元素，B的陰離子為O^2-，C的陽(yáng)離子與B的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則C原子有3個(gè)電子層，且與B可以形成兩種離子化合物，則C為Na元素；D的氫氧化物和氧化物都有兩性，且與C同周期，則D為鋁元素；E與C同周期，其原子半徑在該周期最小，則E為氯元素，
（1）H、O、Na組成的化合物M為NaOH，其電子式為，含有鈉離子、氫氧根離子間的離子鍵，含有氫和氧之間的共價(jià)鍵，
故答案為：；離子鍵、共價(jià)鍵；
（2）B、C、D的簡(jiǎn)單離子分別為O^2-、Na⁺、Al³⁺，核外電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，所以O(shè)^2-＞Na⁺＞Al³⁺，
故答案為：O^2-＞Na⁺＞Al³⁺；
（3）①E單質(zhì)是氯氣，A、B、C形成的化合物是氫氧化鈉，氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)方程式為Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O，
故答案為：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；
②D的單質(zhì)是Al，A、B、C形成的化合物是氫氧化鈉，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，離子反應(yīng)方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
③B和C形成的化合物是氧化鈉和過(guò)氧化鈉，A₂B是水，過(guò)氧化鈉和氧化鈉分別和水反應(yīng)都生成氫氧化鈉，反應(yīng)方程式分別是：2Na₂O₂+2H₂O═4 NaOH+O₂↑，Na₂O+H₂O═2NaOH，離子反應(yīng)方程式分別是：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑；Na₂O+H₂O═2Na⁺+2OH^-，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O═4Na⁺+4OH^-+O₂↑；Na₂O+H₂O═2Na⁺+2OH^-；
（4）通過(guò)題意，反應(yīng)始終沒(méi)有氣體生成，可以得出不會(huì)有氮的氧化物生成，又有硝酸的濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低，可以推測(cè)N元素由+5變成了-3價(jià)，由圖可得硝酸過(guò)量，加入氫氧化鈉溶液應(yīng)先與硝酸反應(yīng)，再生成沉淀，當(dāng)沉淀完全后由圖知繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀量不變，可得與NH₄⁺發(fā)生了反應(yīng)，
（1）鋁粉和四氧化三鐵反應(yīng)生成氧化鋁和鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

9Fe+4Al₂O₃，
故答案為：8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

9Fe+4Al₂O₃；
（2）可根據(jù)Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，得出Al（OH）₃的物質(zhì)的量為：（104-94）×10^-3L×5mol/L=0.05 mol，
故答案為：0.05；
（3）沉淀的總量可根據(jù)NH₄⁺的量，根據(jù)NH₄⁺+OH^-=NH₃?H₂O 得出n（NH₄⁺）=（94-88）×10^-3L×5mol/L=0.03 mol，根據(jù)氧化還原反應(yīng)，N元素由+5價(jià)變?yōu)?3價(jià)，而金屬都由0價(jià)變?yōu)?3價(jià)，可以運(yùn)用電子守恒得出金屬的物質(zhì)的量為0.03mol×8÷3=0.08 mol，所以CD段消耗NaOH的體積為：

0.08mol×3

5mol/L

=0.048L=48mL，
在D點(diǎn)氫氧化鈉與硝酸、鋁鐵離子的反應(yīng)，可計(jì)算得出C點(diǎn)氫氧化鈉溶液的體積為88mL-48mL=40mL，
故答案為：40；
（4）根據(jù)N元素守恒，可知：
n（HNO₃）=n（H+）+2n（NH₄NO₃）+3n（Fe（NO₃）₃）+3n（Al（NO₃）₃）=0.04L×5mol/L+2×0.03mol+3×0.08mol=0.5mol，
故答案為：0.5；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了元素位置結(jié)構(gòu)的關(guān)系、混合物的計(jì)算，注意從原子結(jié)構(gòu)來(lái)確定元素種類(lèi)，明確離子半徑大小的比較方法，注意根據(jù)圖象判斷各階段反應(yīng)的情況，由圖可得硝酸過(guò)量，加入氫氧化鈉溶液應(yīng)先與硝酸反應(yīng)，再生成沉淀，當(dāng)沉淀完全后由圖知繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，沉淀量不變，注意從質(zhì)量守恒的角度結(jié)合反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算，題目難度較大．