Question

4．閱讀下列信息：
Ⅰ．表中①～⑥為短周期元素主要化合價及最簡單氫化物沸點的數據：

元素性質	元素編號
	①	②	③	④	⑤	⑥
氫化物沸點（℃）	-33.4	100	19.54	-87.7	-60.7	-84.9
主要化合價	+5 -3	-2	-1	+5 -3	+6 -2	+7 -1

A、B、C均為上表中的元素；
Ⅱ．A與B可形成化合物AB、AB₂，二者可用于制備強酸甲；
Ⅲ．C與B可形成化合物CB₂、CB₃，二者可用于制備強酸乙．
請回答：
（1）該表中兩種元素的氫化物所含電子數不同，這兩種氫化物之間能發(fā)生反應，寫出符合要求的化學方程式NH₃+HCl=NH₄Cl等（有多組符合，寫出任意一個即可）．
（2）元素②氫化物的沸點高于元素⑤氫化物的沸點，原因是水分子之間存在氫．
（3）甲、乙分別與氨反應生成丙、丁、戊三種鹽．0.1mol/L的甲、乙、丙、丁、戊五種溶液，pH由小到大排列的順序是（填寫化學式）H₂SO₄、NH₄HSO₄、HNO₃、（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃．
（4）很稀的甲溶液與Zn反應，當反應的甲與Zn的物質的量之比為5：2時，還原產物可能為（填寫化學式）NH₄NO₃、N₂O．

Answer 1

分析 Ⅰ．表中①～⑥為短周期元素主要化合價及最簡單氫化物沸點的數據，①④的主要化合價都是+5、-3，則二者都是ⅤA族元素，應該為N、P元素，氫化物為NH₃、PH₃，由于氨氣分子之間存在氫鍵，則氨氣的沸點較高，故①為N、②為P元素；③⑥都有-1價，處于第ⅦA族，⑥有+7價，且③的氫化物沸點較高，故③為F元素、⑥為Cl元素；②只有-2價，氫化物沸點為100℃，則②為O元素；⑤的主要化合價為-2、+6，則⑤為S元素；
A、B、C均為上表中的元素，
Ⅱ．A與B兩元素可形成化合物AB、AB₂，則為NO、NO₂，二者均可用于制備強酸甲，則甲為硝酸、A為N元素；
Ⅲ．C與B可形成化合物CB₂、CB₃，二者可用于制備強酸乙，B與C兩元素可形成化合物CB₂、CB₃分別為為SO₂、SO₃，二者均可用于制備強酸乙，則乙為硫酸、B為O元素、C為S元素，據此進行解答．

解答 解：Ⅰ．表中①～⑥為短周期元素主要化合價及最簡單氫化物沸點的數據，①④的主要化合價都是+5、-3，則二者都是ⅤA族元素，應該為N、P元素，氫化物為NH₃、PH₃，由于氨氣分子之間存在氫鍵，則氨氣的沸點較高，故①為N、②為P元素；③⑥都有-1價，處于第ⅦA族，⑥有+7價，且③的氫化物沸點較高，故③為F元素、⑥為Cl元素；②只有-2價，氫化物沸點為100℃，則②為O元素；⑤的主要化合價為-2、+6，則⑤為S元素；
A、B、C均為上表中的元素，
Ⅱ．A與B兩元素可形成化合物AB、AB₂，則為NO、NO₂，二者均可用于制備強酸甲，則甲為硝酸、A為N元素；
Ⅲ．C與B可形成化合物CB₂、CB₃，二者可用于制備強酸乙，B與C兩元素可形成化合物CB₂、CB₃分別為為SO₂、SO₃，二者均可用于制備強酸乙，則乙為硫酸、B為O元素、C為S元素，
（1）表中所含電子數不同的氫化物之間的反應方程式有：NH₃+HCl=NH₄Cl或NH₃+H₂S=NH₄HS或2NH₃+H₂S=（NH₄）₂S或N₂H₄+HF=N₂H₅F或N₂H₄+2HF=N₂H₆F₂等，
故答案為：NH₃+HCl=NH₄Cl等；
（2）水分子之間存在氫鍵，硫化氫分子之間存在范德華力，氫鍵比較范德華力更強，故硫化氫沸點比水低，
故答案為：水分子之間存在氫；
（3）甲、乙分別與氨反應生成丙、丁、戊三種鹽，三種鹽為NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃，五種溶液都呈酸性，酸性越強，溶液的pH越小，H₂SO₄、NH₄HSO₄、HNO₃都呈強酸性，硫酸為二元酸，氫離子濃度為0.2mol/L，硝酸中氫離子濃度為0.1mol/L，硫酸氫銨溶液中氫離子來自硫酸氫根的電離和銨根離子的水解，其溶液中氫離子濃度大于0.1mol/L；
（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃在溶液中銨根離子水解導致溶液呈酸性，硫酸銨銨根離子濃度較大，其溶液中氫離子濃度大于硝酸銨，
所以濃度相等時pH由小到大排列的順序是：H₂SO₄、NH₄HSO₄、HNO₃、（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃，
故答案為：H₂SO₄、NH₄HSO₄、HNO₃、（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃；
（4）甲溶液為硝酸，很稀的硝酸溶液與Zn反應，當反應的硝酸與Zn的物質的量之比為5：2時，設鋅為2mol，則硝酸為5mol，完全反應后生成2mol硝酸鋅，轉移了4mol電子，
①當剩余的1mol硝酸中N原子完全被還原時，還原產物中N的化合價變化為：$\frac{4mol}{1mol}$=4，硝酸中N的化合價為+5，則還原產物中N的化合價為5-4=+1，故還原產物為：N₂O；
②當剩余的1mol硝酸中N原子只有一半被含有時，則還原產物中N的化合價變化為：$\frac{4mol}{0.5mol}$=8，硝酸中N的化合價為+5，則還原產物中N的化合價為5-8=-3，故還原產物為NH₄NO₃，
故答案為：NH₄NO₃；N₂O．

點評 本題考查無機推斷，題目難度較大，推斷元素及各物質名稱為解答關鍵，注意掌握原子結構與元素周期律之間的關系，（4）為易錯點，注意正確討論反應產物，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及邏輯推理能力．