Question

5．有A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大．A的原子半徑在元素周期表中最小，B最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，C是空氣中含量最多的元素．D、F同主族，E、F同周期．D的同素異形體中有一種在大氣層中起保護(hù)作用．E的離子半徑是同周期簡(jiǎn)單離子中最小的．物質(zhì)甲由D、E、F三種元素組成．
請(qǐng)回答：
（1）寫出F的離子結(jié)構(gòu)示意圖．
（2）C位于元素周期表第二期第VA族，寫出C的最簡(jiǎn)單氫化物發(fā)生催化氧化的化學(xué)方程式4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O．
（3）甲可用作濁水凈化劑，其原理是Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺（用離子方程式表示）；在消防工業(yè)中，與碳酸氫鈉飽和溶液（填名稱）、發(fā)泡劑組成泡沫滅火劑．
（4）處理含BO、FO₂煙道氣污染的一種方法，是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)F和BO₂．
已知：BO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═BO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-2
F（s）+O₂（g）═FO₂（g）△H=-296.0kJ•mol^-1
此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g），△H=-270.0kJ/mol．
（5）往5.0mL 0.1mol•L^-1甲溶液中加入20.0mL 0.1mol•L^-1Ba（OH）₂溶液，充分反應(yīng)后溶液中離子濃度從大到小的順序是c（AlO₂^-）＞c（Ba²⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A的原子半徑在元素周期表中最小，則A是H元素；B最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8個(gè)，第一電子層為最外層時(shí)其電子數(shù)不超過2個(gè)，所以B是C元素；C是空氣中含量最多的元素，則C是N元素；D的同素異形體中有一種在大氣層中起保護(hù)作用，則D為O元素；D、F同主族，且屬于短周期元素，則F是S元素；E、F同周期，E的離子半徑是同周期簡(jiǎn)單離子中最小的，則E是Al元素，物質(zhì)甲由D、E、F三種元素組成，甲可用作濁水凈化劑，則甲是Al₂（SO₄）₃，再結(jié)合題目分析解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，A的原子半徑在元素周期表中最小，則A是H元素；B最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，最外層電子數(shù)不超過8個(gè)，第一電子層為最外層時(shí)其電子數(shù)不超過2個(gè)，所以B是C元素；C是空氣中含量最多的元素，則C是N元素；D的同素異形體中有一種在大氣層中起保護(hù)作用，則D為O元素；D、F同主族，且屬于短周期元素，則F是S元素；E、F同周期，E的離子半徑是同周期簡(jiǎn)單離子中最小的，則E是Al元素，物質(zhì)甲由D、E、F三種元素組成，甲可用作濁水凈化劑，則甲是Al₂（SO₄）₃，
（1）F是S元素，S^2-核外有3個(gè)電子層最外層有8個(gè)電子，則S^2-的離子結(jié)構(gòu)示意圖為：，故答案為：；
（2）C是N元素，其原子核外有2個(gè)電子最外層電子數(shù)是5，則N元素位于元素周期表第二期第VA族，氨氣在催化劑、加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NO和H₂O，化學(xué)方程式為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O，
故答案為：二；VA；4NH₃+5O₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO+6H₂O；
（3）甲中含有Al³⁺，水解生成Al（OH）₃膠體，膠體具有吸附性而凈水，水解方程式為Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；在消防工業(yè)中，與碳酸氫鈉飽和溶液、發(fā)泡劑發(fā)生雙水解反應(yīng)生成二氧化碳，從而組成泡沫滅火劑，
故答案為：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺；碳酸氫鈉飽和溶液；
（4）處理含CO、SO₂煙道氣污染的一種方法，是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S和CO₂，
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ•mol^-1  ①
S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H=-296.0kJ•mol^-1②
根據(jù)蓋斯定律知，將方程式2①-②得2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g），△H=2（-283.0kJ•mol^-1）-（-296.0kJ•mol^-1）=-270.0kJ/mol，
故答案為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g），△H=-270.0kJ/mol；
（5）n[Al₂（SO₄）₃]=0.1mol/L×0.005L=0.0005mol，n[Ba（OH）₂]=0.1mol/L×0.02L=0.002mol，
n（Al³⁺）=2n[Al₂SO₄）₃]=0.001mol，n（SO₄^2- ）=3n[Al₂（SO₃）₃]=0.0015mol，n（Ba²⁺）=n[Ba（OH）₂]=0.002mol，n（OH^-）=2n[Ba（OH）₂]=0.004mol，
根據(jù)Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓知，Al³⁺完全被轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，n（SO₄^2- ）＜n（Ba²⁺），所以溶液中有鋇離子剩余，且剩余n（Ba²⁺）=0.002mol-0.0015mol=0.0005mol＜n（AlO₂^-）=0.001mol，偏鋁酸根離子水解導(dǎo)致溶液呈堿性，但水解程度較小，所以溶液中離子濃度大小順序是：c（AlO₂^-）＞c（Ba²⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（AlO₂^-）＞c（Ba²⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系及應(yīng)用，題目難度中等，涉及離子反應(yīng)的計(jì)算、蓋斯定律、氧化還原反應(yīng)、鹽類水解等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，難點(diǎn)是（5）題，先根據(jù)物質(zhì)之間的反應(yīng)確定溶液中的溶質(zhì)，再結(jié)合鹽類水解分析解答．