Question

19．A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，其中僅含有一種金屬元素，A和D最外層電子數(shù)相同；B、C和E在周期表中相鄰，且C、E同主族．B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，A和C可形成兩種常見的液態(tài)化合物．
請(qǐng)回答下列問題：；
（1）B的原子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）C、D、E三種原子對(duì)應(yīng)的離子半徑由大到小的順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺（填具體離子）；由A、B、C三種元素按4：2：3組成的化合物所含的化學(xué)鍵類型屬于共價(jià)鍵和離子鍵．
（3）用某種廢棄的金屬易拉罐與A、C、D組成的化合物溶液反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑（或2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑）．
（4）在100mL 18mol/L的濃的A、C、E組成酸溶液中加入過量的銅片，加熱使之充分反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積可能是ab；（填序號(hào)）
a．7.32L      b．6.72L    c．20.16L     d．30.24L
若使上述反應(yīng)中剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（5）A、C兩元素的單質(zhì)與熔融K₂CO₃組成的燃料電池，其負(fù)極反應(yīng)式H₂-2e^-+CO₃^2-→CO₂↑+H₂O
用該電池電解1L 1mol/L NaCl溶液，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L H₂時(shí)，NaCl溶液的PH=13（假設(shè)電解過程中溶液的體積不變）

Answer 1

分析 A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，C與B、E在周期表中相鄰，且C、E同主族，原子序數(shù)C大于A、B小于E，則C處于第二周期，E處于第三周期，所以B、C、E在周期表中的位置關(guān)系為，A和D最外層電子數(shù)相同，則二者處于同族，原子序數(shù)D大于C小于E，則D為第三周期，其中僅含一種金屬元素，D應(yīng)為金屬，B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，則D的核外電子數(shù)為奇數(shù)，則D為鈉元素或鋁元素，若D為鈉元素，則A為氫元素，B為氮元素，C為氧元素，E為硫元素，A和C可形成化合物H₂O、H₂O₂，符合題意；若D為鋁元素，則A為硼元素，B為氧元素，C為氟元素，E為氯元素，A和C形成化合物，不符合題意；故A為氫元素，B為氮元素，C為氧元素，D為鈉元素，E為硫元素，據(jù)此進(jìn)行答題．

解答 解：A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素，C與B、E在周期表中相鄰，且C、E同主族，原子序數(shù)C大于A、B小于E，則C處于第二周期，E處于第三周期，所以B、C、E在周期表中的位置關(guān)系為，A和D最外層電子數(shù)相同，則二者處于同族，原子序數(shù)D大于C小于E，則D為第三周期，其中僅含一種金屬元素，D應(yīng)為金屬，B、C的最外層電子數(shù)之和等于D的原子核外電子數(shù)，則D的核外電子數(shù)為奇數(shù)，則D為鈉元素或鋁元素，若D為鈉元素，則A為氫元素，B為氮元素，C為氧元素，E為硫元素，A和C可形成化合物H₂O、H₂O₂，符合題意；若D為鋁元素，則A為硼元素，B為氧元素，C為氟元素，E為氯元素，A和C形成化合物，不符合題意；故A為氫元素，B為氮元素，C為氧元素，D為鈉元素，E為硫元素，
（1）根據(jù)上面的分析可知，B為氮元素，其原子序數(shù)為7，最外層為5個(gè)電子，氮原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：，
故答案為：； 
（2）C、D、E三種原子對(duì)應(yīng)的離子為O^2-、Na⁺、S^2-，電子層數(shù)越多，半徑越小，電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越多，半徑越小，所以它們半徑由大到小的順序是S^2-＞O^2-＞Na⁺；
由A、B、C三種元素按4：2：3組成的化合物為硝酸銨，硝酸銨的化學(xué)式中既含有離子鍵，也含有共價(jià)鍵，
故答案為：S^2-＞O^2-＞Na⁺；共價(jià)鍵和離子鍵；
（3）A、C、D組成的化合物為氫氧化鈉溶液，易拉罐中含有Al，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑或2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑（或2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑）；
（4）在100mL18mol/L的濃硫酸溶液中加入過量的銅片，加熱使之充分反應(yīng)，銅片部分溶解，1mol濃硫酸完全反應(yīng)生成二氧化硫氣體0.5mol，當(dāng)濃硫酸變?yōu)橄×蛩釙r(shí)，反應(yīng)停止，所以100mL18mol/L的濃硫酸產(chǎn)生的二氧化硫氣體小于0.9mol，標(biāo)況下生成氣體的最大體積為：22.4L/mol×0.9mol=20.16L，所以ab正確；
欲使上述反應(yīng)中剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案為：ab；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（5）氫氣、氧氣與熔融K₂CO₃，組成的燃料電池，氫氣在負(fù)極放電，在熔融碳酸鉀條件下生成二氧化碳與水，電解反應(yīng)式為：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；
用該電池電解1L1mol/LNaCl溶液，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LH₂時(shí)，氫氣的物質(zhì)的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，生成的NaOH物質(zhì)的量=0.05mol×2=0.1mol，故n（OH^-）=0.1mol/L，則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$=10^-13，故該溶液的pH=-lg10^-13=13，
故答案為：H₂-2e^-+CO₃^2-→CO₂↑+H₂O；13．

點(diǎn)評(píng) 本題考查位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系、半徑比較、晶體類型與化學(xué)鍵、原電池原理及溶液pH的計(jì)算等知識(shí)，是對(duì)知識(shí)綜合運(yùn)用與學(xué)生能力考查，推斷元素是關(guān)鍵，需充分利用信息，對(duì)知識(shí)全面掌握，物質(zhì)推斷是難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)．