Question

7．Q、R、T、Z、Y、X均為短周期元素，質子數依次減少，其中只有T、X為金屬，請按要求回答下列有關這幾種元素的問題．已知：
①Z原子最外層電子數是次外層的3倍  ②Q與T的原子最外層電子數之和為10
③Q、R可形成相同核外電子排布的陰離子   ④R與Z原子最外層電子數相同
⑤R、Z可形成五原子核50電子的負二價陰離子L^2-
（1）Q、T的最高價氧化物的水化物發(fā)生反應的化學方程式為3HClO₄+Al（OH）₃=Al（ClO₄）₃+3H₂O
（2）R、T和Z形成的化合物中存在的化學鍵類型為離子鍵和共價鍵
（3）離子化合物A（XYH₂）和B（XH）均為具有潛在價值的釋氫材料，C也為離子化合物．且所含元素種類與A相同．B中H（氫）的質量分數為12.50%，D是密度為0.7589g/L（標準狀況）的無色氣體，遇氯化氫氣體生成白煙，A-E的轉化關系如圖所示（部分反應條件和產物已略去）

①C的化學式為Li₂NH，D的電子式為．
②T、Z、Y的離子半徑由大到小的順序為（填元素符號）N^3-＞O^2-＞Al³⁺．
③E+H₂O→D的化學方程式為Li₃N+3H₂O=3LiOH+NH₃↑．
④向硝酸銀溶液中通入過量D得到無色透明溶液，該反應的離子方程式為Ag⁺+2NH₃•H₂O=Ag（NH₃）₂⁺+2H₂O．
⑤G是由H（氫）與Y、T、R、Z形成的復鹽（含兩種陽離子和一種陰離子L^2-）．向含0.01molG的溶液中加入0.024molBa（OH）₂，生成沉淀的物質的量為0.026mol．

Answer 1

分析 Q、R、T、Z、Y、X均為短周期元素，質子數依次減少，其中只有T、X為金屬，
①Z原子最外層電子數是次外層的3倍，判斷為O，
②Q與T的原子最外層電子數之和為10，Z為O元素，則Q為Cl，T為Al，
③Q、R可形成相同核外電子排布的陰離子，結合質子數變化得到R為S，
④R與Z原子最外層電子數相同，
⑤R、Z可形成五原子核50電子的負二價陰離子L^2-，結合陰離子電子總數得到陰離子為SO₄^2-；
（1）Q、T的最高價氧化物的水化物發(fā)生反應為高氯酸溶液和氫氧化鋁溶液的反應，生成高氯酸鋁和水；
（2）R、T和Z形成的化合物為硫酸鋁，含離子鍵和共價鍵；
（3）B為XH，B中H（氫）的質量分數為12.50%，得$\frac{1}{X+1}$=0.125，X=7，到X摩爾質量為7，判斷為Li，D是密度為0.7589g/L（標準狀況）的無色氣體，其摩爾質量=0.7589g/L×22.4L/mol=17g/mol，遇氯化氫氣體生成白煙，判斷D為NH₃，轉化關系中A加熱分解生成氨氣和C，2LiNH₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃+Li₂NH，結合原子守恒得到C為Li₂NH，A為LiNH₂和B為LiH混合發(fā)生氧化還原反應生成氫氣和E為Li₃N，推斷Y為N，
①C為Li₂NH，D為氨氣為共價化合物，N原子的最外層有5個電子，其中3個未成對電子和1對成對電子；
②T離子為Al³⁺、Z離子為O^2-、Y離子為N^3-，電子層數相同，離子半徑隨核電荷數增大減��；
③E+H₂O→D反應是Li₃N和水反應生成氨氣和氫氧化鋰；
④向硝酸銀溶液中通入過量D得到無色透明溶液是銀氨溶液；
⑤G是由H（氫）與Y、T、R、Z形成的復鹽（含兩種陽離子和一種陰離子L^2-）．為（NH₄）Al（SO₄）₂向含0.01molG的溶液中加入0.024molBa（OH）₂，結合離子反應的定量關系計算生成沉淀的物質的量．

解答 解：Q、R、T、Z、Y、X均為短周期元素，質子數依次減少，其中只有T、X為金屬，
①Z原子最外層電子數是次外層的3倍，判斷為O，
②Q與T的原子最外層電子數之和為10，Z為O元素，則Q為Cl，T為Al，
③Q、R可形成相同核外電子排布的陰離子，結合質子數變化得到R為S，
④R與Z原子最外層電子數相同，
⑤R、Z可形成五原子核50電子的負二價陰離子L^2-，結合陰離子電子總數得到陰離子為SO₄^2-；
（1）Q、T的最高價氧化物的水化物發(fā)生反應為高氯酸溶液和氫氧化鋁溶液的反應，生成高氯酸鋁和水，反應的化學方程式為：3HClO₄+Al（OH）₃=Al（ClO₄）₃+3H₂O，
故答案為：3HClO₄+Al（OH）₃=Al（ClO₄）₃+3H₂O；
（2）R、T和Z形成的化合物為硫酸鋁，含離子鍵和共價鍵，故答案為：離子鍵和共價鍵；
（3）B為XH，B中H（氫）的質量分數為12.50%，得$\frac{1}{X+1}$=0.125，X=7，到X摩爾質量為7，判斷為Li，D是密度為0.7589g/L（標準狀況）的無色氣體，其摩爾質量=0.7589g/L×22.4L/mol=17g/mol，遇氯化氫氣體生成白煙，判斷D為NH₃，轉化關系中A加熱分解生成氨氣和C，2LiNH₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH₃+Li₂NH，結合原子守恒得到C為Li₂NH，A為LiNH₂和B為LiH混合發(fā)生氧化還原反應生成氫氣和E為Li₃N，
①C為Li₂NH，N原子的最外層有5個電子，其中3個未成對電子和1對成對電子，3個未成對電子分別和3個H原子形成3對共用電子對，故氨氣的電子式為；
故答案為：Li₂NH；；
②T離子為Al³⁺、Z離子為O^2-、Y離子為N^3-，電子層數相同，離子半徑隨核電荷數增大減小，T、Z、Y的離子半徑由大到小的順序為：N^3-＞O^2-＞Al³⁺，
故答案為：N^3-＞O^2-＞Al³⁺；
③E+H₂O→D反應是Li₃N和水反應生成氨氣和氫氧化鋰，反應的化學方程式為：Li₃N+3H₂O=3LiOH+NH₃↑，
故答案為：Li₃N+3H₂O=3LiOH+NH₃↑；
④向硝酸銀溶液中通入過量D得到無色透明溶液為銀氨溶液，該反應的離子方程式為：Ag⁺+2NH₃•H₂O=Ag（NH₃）₂⁺+2H₂O，
故答案為：Ag⁺+2NH₃•H₂O=Ag（NH₃）₂⁺+2H₂O；
⑤G是由H（氫）與Y、T、R、Z形成的復鹽（含兩種陽離子和一種陰離子L^2-）．為（NH₄）Al（SO₄）₂向含0.01molG的溶液中加入0.024molBa（OH）₂，G溶液中含有n（NH₄⁺）=0.01mol，n（Al³⁺）=0.01mol，n（SO₄^2-）=0.04mol，0.024molBa（OH）₂溶液中n（Ba²⁺）=0.024mol，n（OH^-）=0.048mol，
發(fā)生反應為：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，
                0.01mol   0.03mol    0.01mol
             Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
0.024mol       0.024mol    0.024mol
      NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O
0.01mol  0.01mol  
剩余氫氧根離子物質的量=0.048mol-0.03mol-0.01mol=0.008mol
   Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
0.008mol     0.008mol
剩余氫氧化鋁物質的量=0.01mol-0.008mol=0.002mol，
最后得到沉淀物質的量=0.002mol+0.024mol=0.026mol，
故答案為：0.026mol．

點評 本題考查了原子結構、周期表規(guī)律分析應用、物質組成結構的判斷，化學式的計算、化學方程式定量關系計算等，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．