Question

7．A、B、C、D、E均是由下列10種離子組成的5種常見的可溶性化合物（離子不能重復(fù)組合）．已知：
①5種陽離子為：Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺、X、Y
②5種陰離子為：OH^-、Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-、Z
③X是短周期主族元素中金屬性最強的元素形成的簡單陽離子；Y是簡單的陽離子，具有10個電子，且離子半徑是10個電子離子中最小的．
（1）元素X的原子結(jié)構(gòu)示意圖為；Y離子的電子式為Al³⁺．
（2）通過所學(xué)的知識比較分析，就可判斷其中必有的2種物質(zhì)是Na₂CO₃和Ba（OH）₂（填化學(xué)式）．
（3）已知Z是常見的多核陰離子，現(xiàn)將（2）中確定的2種物質(zhì)分別與含Z的溶液混合時，一種產(chǎn)生紅褐色沉淀和無色無氣味的氣體；另一種產(chǎn)生棕黃色沉淀，向該沉淀中滴人足量稀硝酸，沉淀部分溶解，剩余的沉淀為白色．則Z為SO₄^2-．
（4）比較Mg，X，Y三者原子半徑從大到小順序Na＞Mg＞Al（填元素符號）
（5）將銅片投入到裝有D溶液的試管中，銅片不溶解，再滴加稀硫酸，銅片逐漸溶解，試管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，寫出溶解銅片的離子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）X是短周期主族元素中金屬性最強的元素形成的簡單陽離子，則X為Na⁺；Y是簡單的陽離子，具有10個電子，且離子半徑是10個電子離子中最小的，則Y為Al³⁺；
（2）10種離子組成的5種常見的可溶性化合物，CO₃^2-只能與Na⁺ 形成可溶物，與Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺、Al³⁺ 都有沉淀，所以有Na₂CO₃，而OH^-與Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺都有沉淀，所以有Ba（OH）₂，據(jù)此答題；
（3）Z是常見的多核陰離子，根據(jù)（2）的分析可知，確定的物質(zhì)為Na₂CO₃和Ba（OH）₂，它們與含Z的溶液混合時，一種產(chǎn)生紅褐色沉淀應(yīng)為氫氧化鐵，和無色無氣味的氣體應(yīng)為二氧化碳；另一種產(chǎn)生棕黃色沉淀，向該沉淀中滴人足量稀硝酸，沉淀部分溶解，剩余的沉淀為白色，則棕黃色沉淀應(yīng)為氫氧化鐵和硫酸鋇的混合物，所以Z為Fe₂（SO₄）₃；
（4）電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越多，半徑越小，據(jù)此判斷；
（5）將銅片投入到裝有D溶液的試管中，銅片不溶解，再滴加稀硫酸，銅片逐漸溶解，試管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，則說明D中有NO₃^-，NO₃^-在酸性條件下與銅反應(yīng)生成NO，在試管口遇空氣中的氧氣生成紅棕色的二氧化氮，據(jù)此寫離子方程式．

解答 解：（1）X是短周期主族元素中金屬性最強的元素形成的簡單陽離子，則X為Na⁺，Na原子結(jié)構(gòu)示意圖為，Y是簡單的陽離子，具有10個電子，且離子半徑是10個電子離子中最小的，則Y為Al³⁺，Al³⁺離子的電子式為Al³⁺，
故答案為：；Al³⁺；
（2）10種離子組成的5種常見的可溶性化合物，CO₃^2-只能與Na⁺ 形成可溶物，與Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺、Al³⁺ 都有沉淀，所以有Na₂CO₃，而OH^-與Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺都有沉淀，所以有Ba（OH）₂，所以必有的2種物質(zhì)是Na₂CO₃和Ba（OH）₂，
故答案為：Na₂CO₃和Ba（OH）₂；
（3）Z是常見的多核陰離子，根據(jù)（2）的分析可知，確定的物質(zhì)為Na₂CO₃和Ba（OH）₂，它們與含Z的溶液混合時，一種產(chǎn)生紅褐色沉淀應(yīng)為氫氧化鐵，和無色無氣味的氣體應(yīng)為二氧化碳；另一種產(chǎn)生棕黃色沉淀，向該沉淀中滴人足量稀硝酸，沉淀部分溶解，剩余的沉淀為白色，則棕黃色沉淀應(yīng)為氫氧化鐵和硫酸鋇的混合物，所以含Z的物質(zhì)為Fe₂（SO₄）₃，則Z為SO₄^2-，
故答案為：SO₄^2-；
（4）電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越多，半徑越小，X為鈉，Y為鋁，所以Mg，Na，Al三者原子半徑從大到小順序是Na＞Mg＞Al，
故答案為：Na＞Mg＞Al；
（5）將銅片投入到裝有D溶液的試管中，銅片不溶解，再滴加稀硫酸，銅片逐漸溶解，試管口附近有紅棕色氣體出現(xiàn)，則說明D中有NO₃^-，NO₃^-在酸性條件下與銅反應(yīng)生成NO，在試管口遇空氣中的氧氣生成紅棕色的二氧化氮，所以溶解銅片的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．

點評 本題主要考查了離子共存問題，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進行物質(zhì)推斷是解題的關(guān)鍵，答題時注意化學(xué)用語的規(guī)范表達，題目難度中等．