Question

19．A、B、C、D、E為原子序數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的最外層電子數之和等于D的原子核外電子數，A和C可形成兩種常見的液態(tài)化合物．
請回答下列問題：；
（1）B的原子結構示意圖；
（2）C、D、E三種原子對應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鍵類型屬于共價鍵和離子鍵．
（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，該反應的離子方程式為：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，產生的氣體在標準狀況下的體積可能是ab；（填序號）
a．7.32L      b．6.72L    c．20.16L     d．30.24L
若使上述反應中剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鈉，反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（5）A、C兩元素的單質與熔融K₂CO₃組成的燃料電池，其負極反應式H₂-2e^-+CO₃^2-→CO₂↑+H₂O
用該電池電解1L 1mol/L NaCl溶液，當消耗標準狀況下1.12L H₂時，NaCl溶液的PH=13（假設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系為，A和D最外層電子數相同，則二者處于同族，原子序數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應為金屬，B、C的最外層電子數之和等于D的原子核外電子數，則D的核外電子數為奇數，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，據此進行答題．

解答 解：A、B、C、D、E為原子序數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系為，A和D最外層電子數相同，則二者處于同族，原子序數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應為金屬，B、C的最外層電子數之和等于D的原子核外電子數，則D的核外電子數為奇數，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）根據上面的分析可知，B為氮元素，其原子序數為7，最外層為5個電子，氮原子的原子結構示意圖為：，
故答案為：； 
（2）C、D、E三種原子對應的離子為O^2-、Na⁺、S^2-，電子層數越多，半徑越小，電子層數相同時，核電荷數越多，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，硝酸銨的化學式中既含有離子鍵，也含有共價鍵，
故答案為：S^2-＞O^2-＞Na⁺；共價鍵和離子鍵；
（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生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應離子方程式為：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，銅片部分溶解，1mol濃硫酸完全反應生成二氧化硫氣體0.5mol，當濃硫酸變?yōu)橄×蛩釙r，反應停止，所以100mL18mol/L的濃硫酸產生的二氧化硫氣體小于0.9mol，標況下生成氣體的最大體積為：22.4L/mol×0.9mol=20.16L，所以ab正確；
欲使上述反應中剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鈉，反應的離子方程式為：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，氫氣在負極放電，在熔融碳酸鉀條件下生成二氧化碳與水，電解反應式為：H₂+CO₃^2--2e^-=CO₂↑+H₂O；
用該電池電解1L1mol/LNaCl溶液，當消耗標準狀況下1.12LH₂時，氫氣的物質的量=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，生成的NaOH物質的量=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．

點評 本題考查位置、結構與性質關系的綜合應用，題目難度中等，涉及結構與位置關系、半徑比較、晶體類型與化學鍵、原電池原理及溶液pH的計算等知識，是對知識綜合運用與學生能力考查，推斷元素是關鍵，需充分利用信息，對知識全面掌握，物質推斷是難點、易錯點．