Question

20．A、B、C、D、E為物種短周期元素，A、B、C是原子序數(shù)遞增的同周期元素，且最外層電子數(shù)之和為15，A與C可形成常見的AC₂分子，D元素的某種原子中無中子，E是地殼中含量最高的金屬元素．請回答下列問題：
（1）AC₂分子的電子式為．
（2）比較BD₃與D₂C的穩(wěn)定性：H₂O比NH₃穩(wěn)定（填化學(xué)式）．
（3）五種元素的原子半徑由大到小的順序是Al＞C＞N＞O＞H（填元素符號）．
（4）E的單質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)生成的鹽的涪液與少量AC₂反應(yīng)的離子方程式為2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-．
（5）化合物EB溶于強堿生成氨氣，寫出EB與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式AlN+NaOH+H₂O=NH₃↑+NaAlO₂．
（6）工業(yè)生產(chǎn)的EB產(chǎn)品往往含有碳和氧化鋁雜質(zhì)，現(xiàn)取10g樣品置于反應(yīng)器中，通入2.016L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）O₂，在高溫下充分反應(yīng)后，所得氣體的密度是相同狀況下氫氣的15倍（EB不與O₂反應(yīng)），該樣品中含雜質(zhì)碳的質(zhì)量分數(shù)為19.2%．

Answer 1

分析 D元素的某種原子中無中子，則D為H元素；E是地殼中含量最高的金屬元素，則E為Al元素；A與C可形成常見的AC₂分子，若C為-1價，則A為+2價，C的最外層含有7個電子、A最外層含有2個電子，則B最外層含有電子數(shù)為：15-7-2=6，不滿足A、B、C是原子序數(shù)遞增的同周期元素；當(dāng)C為-2價時，A為+4價，則C最外層含有6個電子、A最外層含有4個電子，C最外層含有6個電子，B最外層電子數(shù)為：15-4-6=5，則同一周期中A、B、C是原子序數(shù)遞增，符合條件，所以A為C、B為N、C為O元素，據(jù)此進行解答．

解答 解：D元素的某種原子中無中子，則D為H元素；E是地殼中含量最高的金屬元素，則E為Al元素；A與C可形成常見的AC₂分子，若C為-1價，則A為+2價，C的最外層含有7個電子、A最外層含有2個電子，則B最外層含有電子數(shù)為：15-7-2=6，不滿足A、B、C是原子序數(shù)遞增的同周期元素；當(dāng)C為-2價時，A為+4價，則C最外層含有6個電子、A最外層含有4個電子，C最外層含有6個電子，B最外層電子數(shù)為：15-4-6=5，則同一周期中A、B、C是原子序數(shù)遞增，符合條件，所以A為C、B為N、C為O元素，
（1）AC₂為CO₂，二氧化碳為共價化合物，其分子中含有2個碳氧雙鍵，則二氧化碳的電子式為：，
故答案為：；
（2）BD₃為NH₃，D₂C為H₂O，元素的非金屬性越強，對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，非金屬性O(shè)＞N，則穩(wěn)定性：H₂O＞NH₃，
故答案為：H₂O；NH₃；
（3）原子的電子層越多，原子半徑越大，電子層相同時，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小，則五種元素的原子半徑由大到小的順序是：Al＞C＞N＞O＞H，
故答案為：Al＞C＞N＞O＞H；
（4）E的單質(zhì)為Al，Al與NaOH溶液反應(yīng)生成的鹽為偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液與少量AC₂反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（5）化合物EB為AlN，AlN溶于強堿生成氨氣，鋁元素應(yīng)該轉(zhuǎn)化成偏鋁酸鈉，則AlN與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：AlN+NaOH+H₂O=NH₃↑+NaAlO₂，
故答案為：AlN+NaOH+H₂O=NH₃↑+NaAlO₂；
（6）氣體產(chǎn)物的平均摩爾質(zhì)量=2g/mol×15=30g/mol＜44g/mol，說明氧氣不足，生成氣體是CO和CO₂混合氣體，設(shè)CO與CO₂的物質(zhì)的量分別為x、y，氧氣的物質(zhì)的量為：$\frac{2.016L}{22.4L/mol}$=0.09mol，則①$\frac{28x+44y}{x+y}$=30，根據(jù)氧元素守恒可得：②x+2y=0.09mol×2，聯(lián)立①②可得：x=0.14mol、y=0.02mol，
根據(jù)碳元素質(zhì)量可知樣品中含有碳的質(zhì)量為：（0.02mol+0.02mol×7）×12g/mol=1.92g，含有碳的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{1.92g}{10g}$×100%=19.2%，
故答案為：19.2%．

點評 本題考查了位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，題目難度中等，推斷各元素為解答關(guān)鍵，注意掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期律、元素周期表的關(guān)系，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．