Question

A、B、C、D是常見不同主族的短周期元素，它們的原子序數(shù)逐漸增大，其中只有一種是金屬元素，C元素原子最外層電子數(shù)是D元素原子最外層電子數(shù)的一半，B元素原子的最外層電子數(shù)比D的少兩個．E也是短周期元素，與D同主族．
（1）寫出A、B、E三種元素的元素符號：A：______ B：______  E：______．
（2）五種元素中的三種組成的易溶于水的物質(zhì)中，能促進(jìn)水電離的物質(zhì)M是______（寫化學(xué)式，寫一個即可，下同），能抑制水電離的物質(zhì)N是______．25℃時，pH=a的M溶液中水電離出的H⁺濃度與pH=a的N溶液中水電離出的H⁺濃度之比為______．
（3）甲、乙、丙分別是B、C、D三種元素最高價含氧酸的鈉鹽，甲、乙都能與丙發(fā)生反應(yīng)，且丙用量不同，反應(yīng)的產(chǎn)物不同．回答問題：
①向丙溶液中緩慢滴加過量的乙溶液過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______
②向甲溶液中緩慢滴加等物質(zhì)的量的丙溶液后，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為______．

Answer 1

【答案】分析：A、B、C、D是常見不同主族的短周期元素，它們的原子序數(shù)逐漸增大，其中只有一種是金屬元素．
C元素原子最外層電子數(shù)是D元素原子最外層電子數(shù)的一半，則D元素處于偶數(shù)族．B元素原子的最外層電子數(shù)比D的少兩個，則B也處于偶數(shù)族，且B的族序數(shù)+2=D的族序數(shù)，故B、D不能處于第一周期，D的最外層電子數(shù)為4或6，若D元素原子最外層電子數(shù)為4，則B元素原子的最外層電子數(shù)為2，C元素原子最外層電子數(shù)為2，由于A、B、C、D是不同主族元素，所以B、C最外層電子數(shù)不能相等，不符合題意；
若D元素原子最外層電子數(shù)為6，則B元素原子的最外層電子數(shù)為4，C元素原子最外層電子數(shù)為3，原子序數(shù)C＞B，則B為碳元素，C為鋁元素；
原子序數(shù)D＞C，所以D為硫元素，E也是短周期元素，與D同主族，則E為氧元素．原子序數(shù)A＜碳元素，且A為主族非金屬元素，由于A、B、C、D是不同主族的短周期元素，所以A為氫元素．
解答：解：由分析可知：A為氫元素，B為碳元素，C為鋁元素，D為硫元素，E為氧元素．
（1）A為氫元素，元素符號為H；B為碳元素，元素符號為C；E為氧元素，元素符號為O．
故答案為：H；C；O．
（2）能促進(jìn)水電離的物質(zhì)為能水解的鹽，含有弱酸、弱堿的離子，由五種元素中的三種組成，如Al₂（SO₄）₃等；
能抑制水電離的物質(zhì)為酸或堿，由五種元素中的三種組成，如H₂SO₄或H₂SO₃或H₂CO₃等；
25℃時，M溶液為鹽溶液，pH=a的M溶液中氫離子為水電離出的，所以M溶液中H⁺濃度為10^-amol/L，N溶液為酸溶液，pH=a的N溶液中水電離出的氫離子濃度等于溶液中氫氧根離子的濃度，所以H⁺濃度為mol/L=10^a-14mol/L，所以溶液中H⁺濃度之比為10^-amol/L：10^a-14mol/L=10^14-2a：1．
故答案為：Al₂（SO4）₃；H₂SO₄或H₂SO₃或H₂CO₃等；10^14-2a：1．
（3）B元素最高價含氧酸的鈉鹽為碳酸鈉、碳酸氫鈉，C元素最高價含氧酸的鈉鹽為偏鋁酸鈉，D元素最高價含氧酸的鈉鹽為硫酸鈉、硫酸氫鈉．乙為偏鋁酸鈉，甲、乙都能與丙發(fā)生反應(yīng)，且丙用量不同，反應(yīng)的產(chǎn)物不同，則丙為硫酸氫鈉，甲為碳酸鈉．
①向硫酸氫鈉溶液中緩慢滴加過量的偏鋁酸鈉溶液，開始?xì)潆x子過量，偏鋁酸根離子與氫離子反應(yīng)生成鋁離子，反應(yīng)離子方程式為4H⁺+AlO₂^-=Al³⁺+2H₂O，當(dāng)氫離子反應(yīng)完畢，偏鋁酸根離子與鋁離子發(fā)生徹底雙水解生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)離子方程式為 Al³⁺+3 AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．
故答案為：4H⁺+AlO₂^-=Al³⁺+2H₂O；Al³⁺+3 AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．
②向碳酸鈉溶液中緩慢滴加等物質(zhì)的量的硫酸氫鈉溶液，二者恰好反應(yīng)Na₂CO₃+NaHSO₄=NaCHO₃+Na₂SO₄．溶液為NaCHO₃和
Na₂SO₄的混合溶液，二者物質(zhì)的量相等，c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），HCO₃^-的水解程度大于電離，溶液呈堿性所以c（OH^-）＞c（H⁺），HCO₃^-的水解程度不大，所以c（HCO₃^-）＞c（OH^-），由于HCO₃^-水解，所以c（SO₄^2-）＞c（HCO₃^-），溶液中氫離子來源與水、碳酸氫根的電離，所以c（H⁺）＞（CO₃^2-）．所得溶液中離子濃度由大到小的順序為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞（CO₃^2-）．
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞（CO₃^2-）．
點評：以元素推斷為載體，綜合性較大，考查結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系、化學(xué)用語、溶液PH值計算、鹽類水解及離子濃度比較等，難度較大，是對所學(xué)知識的綜合性考查．元素推斷難度較大，是解題關(guān)鍵，注意奇偶性在元素推斷中利用．