Question

11．已知A、B、D為中學常見的單質，甲、乙、丙、丁、戊為短周期元素組成的化合物．其中，丙是一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的無色氣體；丁是一種高能燃料，其組成元素與丙相同，且為18電子微粒；戊是一種難溶于水的白色膠狀物質，既能與強酸反應，也能與強堿反應，具有凈水作用．各物質間的轉化關系如圖所示（某些條件已略去）．請用化學用語回答下列問題：

（1）A在元素周期表中的位置第三周期ⅢA族
A、B單質對應元素的簡單離子半徑由大到小的順序為N^3-＞Al³⁺．
（2）丙的電子式為，丁中所包含的化學鍵類型有bc（填字母序號）．
a．離子鍵         b．極性共價鍵        c．非極性共價鍵
（3）甲和水反應生成戊和丙的化學方程式為AlN+3H₂O═Al（OH）₃↓+NH₃↑．
（4）一定條件下，A與TiO₂、C（石墨）反應只生成乙和碳化鈦（TiC）．已知該反應生成1mol乙時放出536kJ熱量，其熱化學方程式為4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s石墨）=2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1072KJ/mol．
（5）已知另有物質己為中學常見黑色磁性氧化物，能夠與A在一定條件下發(fā)生反應，實驗測得與A反應的焓變（△H）和活化能（Ea）．下列能量關系圖合理的是②（填寫序號）．

（6）資料顯示物質己可用于除去地下水中的TcO₄^-（⁹⁹Tc具有放射性）．在弱酸性條件下，物質己將TcO₄^-轉化為難溶于水的TcO₂，同時得到一種難溶于水的弱堿，該反應的離子方程式為3Fe₃O₄+TcO₄^-+H⁺+13H₂O=TcO₂+9 Fe（OH）₃ ．

Answer 1

分析 A、B、D為中學常見的單質，甲、乙、丙、丁、戊為短周期元素組成的化合物，丙是一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的無色氣體，則丙為NH₃；丁是一種高能燃料，其組成元素與丙相同，且含有18mol電子，則丁為N₂H₄；戊是一種難溶于水的白色膠狀物質，既能與強酸反應也能與強堿反應，具有凈水作用，則戊為Al（OH）₃；結合轉化關系圖可知，乙為Al₂O₃，A為Al，B為N₂，甲為氮化鋁，D為H₂，據此解答．

解答 解：A、B、D為中學常見的單質，甲、乙、丙、丁、戊為短周期元素組成的化合物，丙是一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的無色氣體，則丙為NH₃；丁是一種高能燃料，其組成元素與丙相同，且含有18mol電子，則丁為N₂H₄；戊是一種難溶于水的白色膠狀物質，既能與強酸反應也能與強堿反應，具有凈水作用，則戊為Al（OH）₃；結合轉化關系圖可知，乙為Al₂O₃，A為Al，B為N₂，甲為氮化鋁，D為H₂．
（1）A中元素為Al，在元素周期表中的位置：第三周期ⅢA族，A、B單質對應元素的簡單離子分別為Al³⁺、N^3-，二者電子層結構相同，核電荷數越大離子半徑越小，故離子半徑由大到小的順序為 N^3-＞Al³⁺，
故答案為：第三周期ⅢA族；N^3-＞Al³⁺；
（2）丙為NH₃，電子式為，丁為N₂H₄，所包含的化學鍵類型有極性共價鍵、非極性共價鍵，
故答案為：；bc；
（3）甲和水反應生成戊和丙的化學方程式為：AlN+3H₂O═Al（OH）₃↓+NH₃↑，
故答案為：AlN+3H₂O═Al（OH）₃↓+NH₃↑；
（4）發(fā)生反應：4Al+3TiO₂+3C（石墨）=2Al₂O₃+3TiC，反應生成1mol乙（氧化鋁）時放出536kJ熱量，則該反應熱化學方程式為：4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s石墨）=2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1072KJ/mol，
故答案為：4Al（s）+3TiO₂（s）+3C（s石墨）=2Al₂O₃（s）+3TiC（s）△H=-1072KJ/mol；
（5）另有物質己為中學常見黑色磁性氧化物，則己為Fe₃O₄，Al與四氧化三鐵發(fā)生鋁熱反應，放出大量的熱，高出反應物能量的那部分能量為活化能，圖象中②符合，
故答案為：②；
（6）物質Fe₃O₄可用于除去地下水中的TcO₄^-（⁹⁹Tc具有放射性）．在弱酸性條件下，物質Fe₃O₄將TcO₄^-轉化為難溶于水的TcO₂，同時得到一種難溶于水的弱堿，該弱堿為Fe（OH）₃，該反應的離子方程式為：3Fe₃O₄+TcO₄^-+H⁺+13H₂O=TcO₂+9 Fe（OH）₃ ，
故答案為：3Fe₃O₄+TcO₄^-+H⁺+13H₂O=TcO₂+9 Fe（OH）₃ ．

點評 本題考查無機物的推斷，側重于學生的分析能力的考查，丙、戊為推斷的突破口，需要學生熟練掌握元素化合物性質，題目難度中等．