Question

4．A、B、C、D、E、F是分屬三個(gè)短周期的主族元素，且原子序數(shù)依次增大．A、D同主族，B的氫化物水溶液呈堿性，C、E同主族，形成的化合物EC₂是形成酸雨的主要物質(zhì)之一．請(qǐng)化學(xué)用語(yǔ)回答下列問(wèn)題：
（1）F在元素周期表中的位置為第三周期第ⅦA族．
（2）常溫下，液態(tài)的B₂A₄與氣態(tài)的BC₂兩者發(fā)生反應(yīng)生成無(wú)毒物質(zhì)，16g B₂A₄發(fā)生反應(yīng)放熱akJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2N₂H₄（l）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-4akJ/mol．
（3）D₂E溶液在空氣中長(zhǎng)期放置發(fā)生反應(yīng)，生成物之一為H．H與過(guò)氧化鈉的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似，其溶液顯黃色．H的電子式為，寫(xiě)出在空氣中長(zhǎng)期放置生成H的化學(xué)反應(yīng)方程式為：4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂．H的溶液與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的現(xiàn)象為溶液由黃色變?yōu)闊o(wú)色，產(chǎn)生淺黃色沉淀和氣體產(chǎn)生．
（4）化學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種化學(xué)式為A₄B₄的離子化合物，一定條件下1mol A₄B₄熔融電離生成兩種離子各1mol，則該物質(zhì)熔融時(shí)的電離方程式為NH₄N₃$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$NH₄⁺+N₃^-．
（5）向30mL某濃度由A、B、C、D中三種元素形成一元強(qiáng)堿溶液通入CO₂氣體后得溶液M，因CO₂通入量的不同，溶液M的組成也不同．若向M中逐滴加入0.1mol/L鹽酸，產(chǎn)生的氣體V（CO₂）與加入鹽酸的體積V[HCl（aq）]的關(guān)系有如圖所示兩種情況（不計(jì)CO₂的溶解）．
則曲線Y表明M中的溶質(zhì)為NaHCO₃和Na₂CO₃；原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.25mol/L；由曲線X、Y可知，兩次實(shí)驗(yàn)通入的CO₂的體積比為3：10．

Answer 1

分析 A、B、C、D、E、F是分屬三個(gè)短周期的主族元素，原子序數(shù)依次增大，則A為H元素；A、D同主族，結(jié)合D的原子序數(shù)大于B、C可知D為Na元素；B的氫化物水溶液呈堿性，該氫化物為氫氣，則B為N元素；C、E同主族，形成的化合物EC₂是形成酸雨的主要物質(zhì)之一，EC₂為SO₂，則C為O、E為S元素；F的原子序數(shù)大于S，且為短周期元素，則F為Cl元素，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是分屬三個(gè)短周期的主族元素，原子序數(shù)依次增大，則A為H元素；A、D同主族，結(jié)合D的原子序數(shù)大于B、C可知D為Na元素；B的氫化物水溶液呈堿性，該氫化物為氫氣，則B為N元素；C、E同主族，形成的化合物EC₂是形成酸雨的主要物質(zhì)之一，EC₂為SO₂，則C為O、E為S元素；F的原子序數(shù)大于S，且為短周期元素，則F為Cl元素，
（1）F為Cl元素，原子序數(shù)為17，位于周期表中第三周期第ⅦA族，
故答案為：第三周期第ⅦA族；
（2）常溫下，液態(tài)的B₂A₄（N₂H₄）與氣態(tài)的BC₂（NO₂）與發(fā)生反應(yīng)生成無(wú)毒物質(zhì)，該產(chǎn)物為氮?dú)猓?molN₂H₄（64g）完全燃燒放出熱量為：akJ×$\frac{64g}{16g}$=4akJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2N₂H₄（l）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-4akJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（l）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-4akJ/mol；
（3）D₂E為Na₂S，Na₂S在空氣中長(zhǎng)期放置發(fā)生反應(yīng)，生成物之一為H，H與過(guò)氧化鈉的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似，其溶液顯黃色，H的化學(xué)式為Na₂S₂，Na₂S₂為離子化合物，其電子式為：；Na₂S在空氣中長(zhǎng)期放置生成Na₂S₂的化學(xué)反應(yīng)方程式為：4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂；類(lèi)比過(guò)氧化鈉的性質(zhì)可知，Na₂S₂的溶液與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、S單質(zhì)，則溶液由黃色變?yōu)闊o(wú)色，產(chǎn)生淺黃色沉淀和氣體產(chǎn)生，
故答案為：；4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂；溶液由黃色變?yōu)闊o(wú)色，產(chǎn)生淺黃色沉淀和氣體產(chǎn)生；
（4）A₄B₄為H₄N₄，一定條件下1mol H₄N₄熔融電離生成兩種離子各1mol，生成的離子為NH₄⁺、N₃^-，則該離子化合物為NH₄N₃，其電離方程式為：NH₄N₃$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$NH₄⁺+N₃^-，
故答案為：NH₄N₃$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$NH₄⁺+N₃^-；
（5）由A、B、C、D中三種元素形成一元強(qiáng)堿為NaOH，曲線X、Y，開(kāi)始沒(méi)有氣體，加入一定體積鹽酸后生成氣體，生成氣體的反應(yīng)為：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，再結(jié)合反應(yīng)OH^-+H⁺=H₂O、H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-可知，若X中只有Na₂CO₃，開(kāi)始發(fā)生CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，前后兩過(guò)程消耗HCl的體積相等，而實(shí)際開(kāi)始階段消耗鹽酸體積大于產(chǎn)生二氧化碳消耗的鹽酸體積，故X曲線表明M中的溶質(zhì)為NaOH、Na₂CO₃，Y曲線中，前后消耗鹽酸的體積之比為1：3，則曲線Y表明M中溶質(zhì)為Na₂CO₃、NaHCO₃，且二者物質(zhì)的量之比為1：2，根據(jù)鈉元素守恒可知，當(dāng)加入75mL鹽酸時(shí)，溶液中的溶質(zhì)為氯化鈉，所以原溶液中的氫氧化鈉的物質(zhì)的量 為0.1mol/L×0.075L=0.0075mol，所以氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.0075mol}{0.03L}$=0.25mol/L，曲線X生成二氧化碳消耗鹽酸體積為（75-60）mL=15mL，曲線Y生成二氧化碳消耗鹽酸體積為（75-25）mL=50mL，由HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑可知，則兩次實(shí)驗(yàn)通入的CO₂的體積之比=15mL：50mL=3：10，
故答案為：NaHCO₃和Na₂CO₃；0.25mol/L；3：10．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的應(yīng)用，題目難度中等，推斷元素為解答關(guān)鍵，注意掌握原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的關(guān)系，（5）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意根據(jù)圖象曲線變化分析M的組成，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析能力及綜合應(yīng)用能力．