Question

【題目】隨原子序數(shù)遞增,八種短周期元素(用字母表示)原子半徑的相對(duì)大小、最高正價(jià)或最低負(fù)價(jià)的變化如下圖所示。

根據(jù)判斷出的元素回答問題:

(1) f在周期表中的位置是__________。

(2) 比較d、e常見離子的半徑大小(用化學(xué)式表示,下同):____>____;比較g、h的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱:____>____。

(3) 任選上述元素組成一種四原子共價(jià)化合物,寫出其電子式:____。

(4)f和h形成的化合物的物理性質(zhì)非常特殊，其的熔點(diǎn)為190℃(2.02×105Pa)，但在180℃就開始升華。據(jù)此判斷，該化合物是_______(填“共價(jià)化合物”或“離子化合物”) , 可以證明你的判斷正確的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是________________。

(5) 上述元素可組成鹽R: zx4f(gd4)2，向盛有10 mL 1 mol·L-1R溶液的燒杯中滴加1 mol·L-1NaOH溶液,沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積的變化示意圖如下:

①m點(diǎn)反應(yīng)的離子方程式: ________________。

②若在R溶液中改加20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液,充分反應(yīng)后,溶液中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為_______mol。

Answer 1

【答案】第3周期ⅢA族 r(O2－) r(Na＋) HClO4 H2SO4 共價(jià)化合物 熔融時(shí)不導(dǎo)電 NH4+＋OH－=NH3·H2O 0.022

【解析】

根據(jù)圖中d、g元素的最低價(jià)態(tài)均為-2價(jià)，首先判斷出d為O，g為S。其它元素依據(jù)其價(jià)態(tài)可依次推出，其中x為H，y為C，z為N，e為Na，f為Al，h為Cl。

（1）在表述元素在周期表中的位置時(shí)要說明所在的周期和所在的族。

（2）比較離子半徑大小，首先比較電子層數(shù)的多少，然后看核電荷數(shù)大��；比較最高價(jià)氧化物水化物的酸性強(qiáng)弱時(shí)，可以從非金屬性強(qiáng)弱入手分析。

（3）既是任寫一種，當(dāng)然寫自己最熟悉的，比如NH3；

（4）共價(jià)化合物往往依靠分子間作用力聚集，熔、沸點(diǎn)較低。通常用化合物在熔融情況下的導(dǎo)電性來判斷是離子化合物還是共價(jià)化合物。

（5）用好題圖信息，明確反應(yīng)的先后順序。

（1）f為Al，在元素周期表的第3周期，第IIIA族；

（2）d、e常見離子為O2-、Na+，它們都是10電子微粒，此時(shí)核電荷數(shù)越大，半徑越小，所以離子半徑：r(O2-)>r(Na+)；g為S，h為Cl，它們的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為分別為：H2SO4、HClO4，其酸性強(qiáng)弱是HClO4>H2SO4；

（3）上述元素形成的四原子共價(jià)化合物可以是NH3、HCHO、AlCl3等，比如NH3的電子式表達(dá)為：；

（4）f和h形成AlCl3，熔點(diǎn)低、易升華說明它是共價(jià)化合物；判斷一個(gè)化合物是離子化合物還是共價(jià)化合物，通常可以測(cè)其在熔融情況下的導(dǎo)電性，如果該化合物能導(dǎo)電，則為離子化合物，如該化合物不能導(dǎo)電，則為共價(jià)化合物；

（5）①上述元素形成的鹽R的化學(xué)式為NH4Al(SO4)2，加入NaOH溶液后，從沉淀的生成、溶解與消耗NaOH量的關(guān)系可以看出，發(fā)生反應(yīng)的先后順序是：Al3++3OH-=Al(OH)3↓，NH4++OH-=NH3·H2O，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；所以m處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：NH4++OH-=NH3·H2O；

②NH4Al(SO4)2的物質(zhì)的量為0.01mol，其中含有NH4+0.01mol，Al3+0.01mol，SO42-0.02mol；Ba(OH)2的物質(zhì)的量為0.024mol，其中含有Ba2+0.024mol，OH-0.048mol。反應(yīng)生成的BaSO4沉淀的物質(zhì)的量為0.02mol(Ba2+過量，用完全反應(yīng)的SO42-計(jì)算所得)；據(jù)題圖可知OH-涉及的反應(yīng)有先后，先發(fā)生反應(yīng)：Al3++3OH-=Al(OH)3↓，此時(shí)Al3+完全反應(yīng)，消耗OH-的物質(zhì)的量為0.03mol，接著發(fā)生反應(yīng)：NH4++OH-=NH3·H2O，此時(shí)NH4+完全反應(yīng)，消耗OH-的物質(zhì)的量為0.01mol，最后剩余的OH-0.008，將部分Al(OH)3溶解：

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

0.01mol 0.008mol

所以Al(OH)3未溶解的物質(zhì)的量為：0.01mol-0.008mol=0.002mol，所以最后溶液中沉淀的物質(zhì)的量為：n(BaSO4)+n[Al(OH)3]余=0.02mol+0.002mol=0.022mol。