Question

4．隨原子序數(shù)的遞增，八種短周期元素（用字母X表示）原子半徑的相對(duì)大小、最高正價(jià)或最低負(fù)價(jià)的變化如圖1所示．

根據(jù)判斷出的元素回答問(wèn)題：
（1）f在元素周期表中的位置是第三周期ⅢA族．
（2）比較d、e常見(jiàn)離子的半徑大小（用化學(xué)式表示，下同）r（O^2-）＞r（Na⁺）；比較g、h的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱是：HClO₄＞H₂SO₄．
（3）任選上述元素組成一種四原子共價(jià)化合物，寫(xiě)出其電子式 （或等）；
（4）上述元素可組成鹽R：zx₄f（gd₄）₂，向盛有10mL1mol•L^-1R溶液的燒杯中滴加1mol•L^-1NaOH溶液，沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化示意圖如圖2：
①R溶液中，離子濃度由大到小的順序是：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
②寫(xiě)出m點(diǎn)反應(yīng)的離子方程式NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O．
③若R溶液改加20mL1.2mol•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0.022mol．

Answer 1

分析 從圖中的化合價(jià)、原子半徑的大小及原子序數(shù)，可知x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素．
（1）f是Al元素，在元素周期表的位置是第三周期ⅢA族；
（2）電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越�。环墙饘傩栽綇�(qiáng)，最高價(jià)氧化物水化物的酸性越強(qiáng)；
（3）四原子共價(jià)化合物，可以是NH₃、H₂O₂、C₂H₂等；
（4）①R是NH₄Al（SO₄）₂，溶液中Al³⁺、NH₄⁺均水解使溶液呈酸性，但Al³⁺比 NH₄⁺水解程度更大；
②m點(diǎn)過(guò)程中加入氫氧化鈉，沉淀物質(zhì)的量不變，是NH₄⁺與OH^-反應(yīng)生成NH₃•H₂O；
③根據(jù)n=cV計(jì)算n（Al³⁺ ）、n（NH₄⁺）、n（SO₄^2-）、n（Ba²⁺）、n（OH^-），根據(jù)SO₄^2-、Ba²⁺中不足量的離子的物質(zhì)的量計(jì)算生成BaSO₄的物質(zhì)的量，依次發(fā)生：Al³⁺+OH^-=Al（OH）₃↓、NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，根據(jù)方程式計(jì)算生成Al（OH）₃的物質(zhì)的量，進(jìn)而二者計(jì)算生成固體總物質(zhì)的量．

解答 解：從圖中的化合價(jià)、原子半徑的大小及原子序數(shù)，可知x是H元素，y是C元素，z是N元素，d是O元素，e是Na元素，f是Al元素，g是S元素，h是Cl元素．
（1）f是Al元素，在元素周期表的位置是第三周期ⅢA族，故答案為：第三周期ⅢA族；
（2）電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，故離子半徑：r（O^2-）＞r（Na⁺）；非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物水化物的酸性越強(qiáng)，故酸性：HClO₄＞H₂SO₄，
故答案為：r（O^2-）＞r（Na⁺）；HClO₄＞H₂SO₄；
（3）四原子共價(jià)化合物，可以是NH₃、H₂O₂、C₂H₂等，其電子式為： （或），
故答案為： （或）；
（4）①R是NH₄Al（SO₄）₂，溶液中Al³⁺、NH₄⁺均水解使溶液呈酸性，但Al³⁺比 NH₄⁺水解程度更大，故離子濃度由大到小的順序是：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
②m點(diǎn)過(guò)程中加入氫氧化鈉，沉淀物質(zhì)的量不變，是NH₄⁺與OH^-反應(yīng)生成NH₃•H₂O，離子方程式為：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O；
③10mL 1mol•L^-1 NH₄Al（SO₄）₂溶液中Al³⁺ 物質(zhì)的量為0.01mol，NH₄⁺的物質(zhì)的量為0.01mol，SO₄^2-的物質(zhì)的量為0.02mol，20mL 1.2 mol•L^-1Ba（OH）₂溶液中Ba²⁺物質(zhì)的量為0.024mol，OH^-為0.048mol，
由SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，可知SO₄^2-不足，故可以得到0.02mol BaSO₄，
    Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
0.01mol 0.03mol 0.01mol
反應(yīng)剩余OH^-為0.048mol-0.03mol=0.018mol，
      NH₄⁺+OH^-=NH₃•H₂O
0.01mol 0.01mol
反應(yīng)剩余OH^-為0.018mol-0.01mol=0.008mol，
   Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
0.008mol 0.008mol
故得到Al（OH）₃沉淀為0.01mol-0.008mol=0.002mol
則最終得到固體為0.02mol+0.002mol=0.022mol，
故答案為：0.022．

點(diǎn)評(píng) 本題考查結(jié)構(gòu)位置性質(zhì)關(guān)系、離子半徑的大小比較、元素周期律、離子濃度大小比較、化學(xué)圖象及化學(xué)計(jì)算，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．