Question

2．X、Y、Z、Q、R是五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大．X、Y兩元素最高正價與最低負價之和均為0；Q與X同主族；Z、R分別是地殼中含量最高的非金屬元素和金屬元素．
請回答下列問題：
（1）五種元素原子半徑由大到小的順序是（寫元素符號）Na＞Al＞C＞O＞H．
（2）X與Y能形成多種化合物，其中既含極性鍵又含非極性鍵，且相對分子質量最小的物質（寫分子式）C₂H₂．
（3）由以上某些元素組成的化合物A、B、C、D有如下轉化關系：A$?_{D}^{C}$B （在水溶液中進行）其中，C是溶于水顯酸性的氣體；D是淡黃色固體．寫出C的結構式：O=C=O；D的電子式：．
①如果A、B均由三種元素組成，B為兩性不溶物，則A的化學式為NaAlO₂；由A轉化為B的離子方程式為2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-．
②如果A由三種元素組成，B由四種元素組成，A、B溶液均顯堿性．用離子方程式表示A溶液顯堿性的原因：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．A、B濃度均為0.1mol/L的混合溶液中，離子濃度由大到小的順序是c （Na⁺）＞c （HCO₃^-）＞c （CO₃^2-）＞c （OH^-）＞c （H⁺）；常溫下，在該溶液中滴加稀鹽酸至中性時，溶質的主要成分有NaCl、NaHCO₃、H₂CO₃．

Answer 1

分析 X、Y、Z、Q、R是五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大．Z、R分別是地殼中含量最高的非金屬元素和金屬元素，則Z為氧元素、R為Al元素．X、Y兩元素最高正價與最低負價之和均為0，且Q與X同主族，則X、Q處于ⅠA族，Y處于ⅣA族，故X為氫元素，Q為Na元素，Y為碳元素，據(jù)此解答．
（1）同周期自左而右原子半徑減小，電子層越多原子半徑越大；
（2）H與C形成多種化合物，屬于烴類物質，其中既含極性鍵又含非極性鍵，且相對分子質量最小是乙炔；
（3）由以上某些元素組成的化合物A、B、C、D有如下轉化關系：A$?_{D}^{C}$B（在水溶液中進行），其中，C是溶于水顯酸性的氣體，D是淡黃色固體，則C為CO₂，D為Na₂O₂；
①如果A、B均由三種元素組成，B為兩性不溶物，結合轉化關系可知，A為偏鋁酸鈉、B為氫氧化鋁，偏鋁酸根與二氧化碳、水反應生成氫氧化鋁與碳酸根；
②如果A由三種元素組成，B由四種元素組成，A、B溶液均顯堿性，結合轉化關系可知，A為碳酸鈉、B為碳酸氫鈉，溶液中碳酸根水解，破壞水的電離平衡，溶液呈堿性；
碳酸鈉、碳酸氫鈉均為0.1mol•L^-1的混合溶液中，鈉離子濃度最大，碳酸根、碳酸氫根水解，溶液呈堿性，碳酸根的水解程度大于碳酸氫根；
常溫下，在該溶液中滴加稀鹽酸至中性時，氫離子與碳酸根轉化生成碳酸氫根，全部轉化碳酸氫根溶液，仍為堿性，故部分碳酸氫根轉化為碳酸．

解答 解：X、Y、Z、Q、R是五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大．Z、R分別是地殼中含量最高的非金屬元素和金屬元素，則Z為氧元素、R為Al元素．X、Y兩元素最高正價與最低負價之和均為0，且Q與X同主族，則X、Q處于ⅠA族，Y處于ⅣA族，故X為氫元素，Q為Na元素，Y為碳元素．
（1）同周期自左而右原子半徑減小，電子層越多原子半徑越大，故原子半徑Na＞Al＞C＞O＞H，
故答案為：Na＞Al＞C＞O＞H；
（2）H與C形成多種化合物，屬于烴類物質，其中既含極性鍵又含非極性鍵，且相對分子質量最小是C₂H₂，故答案為：C₂H₂；
（3）由以上某些元素組成的化合物A、B、C、D有如下轉化關系：A$?_{D}^{C}$B（在水溶液中進行），其中，C是溶于水顯酸性的氣體，D是淡黃色固體，則C為CO₂，D為Na₂O₂，則：CO₂的結構式為O=C=O，Na₂O₂的電子式為，
故答案為：O=C=O；；
①如果A、B均由三種元素組成，B為兩性不溶物，結合轉化關系可知，A為偏鋁酸鈉、B為氫氧化鋁，偏鋁酸根與二氧化碳、水反應生成氫氧化鋁與碳酸根，反應離子方程式為：2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案為：NaAlO₂；2AlO₂^-+3H₂O+CO₂═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
②如果A由三種元素組成，B由四種元素組成，A、B溶液均顯堿性，結合轉化關系可知，A為碳酸鈉、B為碳酸氫鈉，溶液中碳酸根水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，破壞水的電離平衡，溶液呈堿性；
碳酸鈉、碳酸氫鈉均為0.1mol•L^-1的混合溶液中，鈉離子濃度最大，碳酸根、碳酸氫根水解，溶液呈堿性，碳酸根的水解程度大于碳酸氫根，故離子濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
常溫下，在該溶液中滴加稀鹽酸至中性時，氫離子與碳酸根轉化生成碳酸氫根，全部轉化碳酸氫根溶液，仍為堿性，故部分碳酸氫根轉化為碳酸，溶質的主要成分有NaCl、NaHCO₃、H₂CO₃，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；c （Na⁺）＞c （HCO₃^-）＞c （CO₃^2-）＞c （OH^-）＞c （H⁺）；NaCl、NaHCO₃、H₂CO₃．

點評 本題考查結構性質位置關系、常用化學用語、無機推斷、鹽類水解等，難度中等，（3）②中滴加鹽酸判斷溶質，是本題的難點、易錯點，學生溶液考查生成氯化鈉，忽略滴加過程．