Question

4．A、B、C、D、E、F是分屬三個短周期的主族元素，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之一．請化學用語回答下列問題：
（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)生反應生成無毒物質，16g B₂A₄發(fā)生反應放熱akJ，該反應的熱化學方程式為2N₂H₄（l）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（l）△H=-4akJ/mol．
（3）D₂E溶液在空氣中長期放置發(fā)生反應，生成物之一為H．H與過氧化鈉的結構和化學性質相似，其溶液顯黃色．H的電子式為，寫出在空氣中長期放置生成H的化學反應方程式為：4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂．H的溶液與稀硫酸反應產生的現(xiàn)象為溶液由黃色變?yōu)闊o色，產生淺黃色沉淀和氣體產生．
（4）化學家發(fā)現(xiàn)一種化學式為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，則該物質熔融時的電離方程式為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，產生的氣體V（CO₂）與加入鹽酸的體積V[HCl（aq）]的關系有如圖所示兩種情況（不計CO₂的溶解）．
則曲線Y表明M中的溶質為NaHCO₃和Na₂CO₃；原NaOH溶液的物質的量濃度為0.25mol/L；由曲線X、Y可知，兩次實驗通入的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)此進行解答．

解答 解：A、B、C、D、E、F是分屬三個短周期的主族元素，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)生反應生成無毒物質，該產物為氮氣，2molN₂H₄（64g）完全燃燒放出熱量為：akJ×$\frac{64g}{16g}$=4akJ，該反應的熱化學方程式為：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在空氣中長期放置發(fā)生反應，生成物之一為H，H與過氧化鈉的結構和化學性質相似，其溶液顯黃色，H的化學式為Na₂S₂，Na₂S₂為離子化合物，其電子式為：；Na₂S在空氣中長期放置生成Na₂S₂的化學反應方程式為：4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂；類比過氧化鈉的性質可知，Na₂S₂的溶液與稀硫酸反應生成硫酸鈉、S單質，則溶液由黃色變?yōu)闊o色，產生淺黃色沉淀和氣體產生，
故答案為：；4Na₂S+O₂+2H₂O=4NaOH+2Na₂S₂；溶液由黃色變?yōu)闊o色，產生淺黃色沉淀和氣體產生；
（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堿為NaOH，曲線X、Y，開始沒有氣體，加入一定體積鹽酸后生成氣體，生成氣體的反應為：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑，再結合反應OH^-+H⁺=H₂O、H⁺+CO₃^2-=HCO₃^-可知，若X中只有Na₂CO₃，開始發(fā)生CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，前后兩過程消耗HCl的體積相等，而實際開始階段消耗鹽酸體積大于產生二氧化碳消耗的鹽酸體積，故X曲線表明M中的溶質為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中溶質為Na₂CO₃、NaHCO₃，且二者物質的量之比為1：2，根據(jù)鈉元素守恒可知，當加入75mL鹽酸時，溶液中的溶質為氯化鈉，所以原溶液中的氫氧化鈉的物質的量 為0.1mol/L×0.075L=0.0075mol，所以氫氧化鈉的物質的量濃度為：$\frac{0.0075mol}{0.03L}$=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，則兩次實驗通入的CO₂的體積之比=15mL：50mL=3：10，
故答案為：NaHCO₃和Na₂CO₃；0.25mol/L；3：10．

點評 本題考查原子結構與元素周期律的應用，題目難度中等，推斷元素為解答關鍵，注意掌握原子結構與元素周期律的關系，（5）為易錯點，注意根據(jù)圖象曲線變化分析M的組成，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析能力及綜合應用能力．